JPWO2002051998A1 - New protease - Google Patents

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    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/573Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for enzymes or isoenzymes

Abstract

A novel polypeptide, a polynucleotide encoding the polypeptide, an expression vector comprising the polynucleotide, a cell transfected with the expression vector, an antibody or a fragment thereof binding to the polypeptide, and a process for producing the polypeptide are disclosed. <??>The polypeptide is a novel protease.

Description

技術分野
本発明は、新規なプロテアーゼに関する。
背景技術
ADAMTS(A Disintegrin and Metalloprotease with Thrombospondin motif)は、ディスインテグリン様ドメイン、金属プロテアーゼ様ドメイン、及びトロンボスポンジンI型繰り返し配列(以下、TSP−1繰り返し配列と称する)を含む分子群であり、現在までに9種のヒトADAMTS分子が報告されている。
前記ヒトADAMTS分子の中で、ADAMTS4(アグリカナーゼ−1)及びADAMTS11(アグリカナーゼ−2)では、細胞外基質アグリカンを第373番目のグルタミン酸残基と第374番目のアラニン残基との間(Glu373−Ala374の間)で選択的に切断する活性が示され、関節炎や変形性関節症における軟骨細胞外基質アグリカンの分解の本体の酵素である可能性が示唆されていた(Tortorella M.D.ら,Science,284,1664−1666,1999;及びAbbaszade I.ら,J.Biol.Chem.,274,23443−23450,1999)。また、ADAMTS2(プロコラーゲンI N−プロテイナーゼ)は、I型コラーゲンプロ体のN末部の切断除去酵素として、I型コラーゲンのプロ体から成熟型への転換に関与し、コラーゲン線維の形成に重要な役割を果たしており、その遺伝子の異常とVIIC型エーラース・ダンロス(Ehlers−Danlos)症候群との関連性が示されている(Colige A.ら,Am.J.Hum.Genet.,65,308−317,1999)。
すなわち、ADAMTS分子は、アグリカンやコラーゲン等の細胞外マトリクスの分解及び成熟といった代謝に関与することが示されている。
一方、慢性腎不全は、糸球体硬化及び腎間質線維化を特徴とする疾患であり、細胞外マトリクス成分の質的変化及び/又は量的増加が主要な発病及び進行機序とされている。腎不全疾患モデルを用いた実験において、トランスフォーミング増殖因子β(TGF−β)の特異的な作用抑制タンパク質であるデコリンの遺伝子導入(Isaka Y.ら,Nature Med.,2,418−423,1996)や抗TGF−β投与(Ziyadeh F.N.ら,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,97,8015−8020,2000;Sharma K.ら,Diabetes,45,522−530,1996;及びBorder W.A.ら,Nature,346,371−374,1990)が有効性を示したことより、TGF−βの生理機能を抑制又は阻害することが慢性腎不全の治療に繋がると考えられている。
しかし、満足のいく慢性腎不全治療薬がない現状のもと、期待されているにも係わらず、現在までにTGF−β阻害剤は上市されていない。
発明の開示
TGF−βは、多種多様の生理機能を示す分化及び成長因子であるため、TGF−βの生理機能全てを阻害することは、長期投与が想定される慢性腎不全の治療においては副作用の観点から危険である。TGF−βの生理作用のうち、細胞外マトリクス成分の質的変化及び量的増加に係わる部分だけを抑制又は阻害することが望ましい。
本発明の課題は、TGF−βにより誘導され、細胞外マトリクスの代謝に関与する、慢性腎不全治療剤のスクリーニングツールとして有用な新規のプロテアーゼ、及びそれをコードする新規のポリヌクレオチドを提供することにある。
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意研究を行なった結果、ヒト胎児腎臓cDNAより、配列番号2で表される配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなる配列からなり、1224個のアミノ酸残基からなる新規プロテアーゼをコードするポリヌクレオチドを見出した。更に、本発明者は、この新規プロテアーゼの750アミノ酸残基からなるN末端側部分断片も、充分なプロテアーゼ活性を有することを見出した。また、前記プロテアーゼは、(1)ADAMTSプロテアーゼに分類されることより、細胞外マトリックスの代謝に関与するプロテアーゼであると考えられること、(2)実際に、ヒトの腎臓での発現が認められること、(3)腎臓の初代培養細胞において、TGF−βにより発現誘導されること、及び(4)腎不全モデル動物において、その遺伝子発現量が増加していることを見出した。これらにより、本発明のプロテアーゼは、腎不全の原因となるポリペプチドであり、本発明のポリペプチドを用いて、そのプロテアーゼ活性を阻害する物質をスクリーニングすることにより、TGF−βの生理作用のうち、細胞外マトリクス成分の質的変化及び量的増加に係わる部分だけを抑制又は阻害する慢性腎不全治療剤として有用な物質をスクリーニングすることができることを明らかにし、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、
[1](1)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列、(2)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列において、1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は挿入されたアミノ酸配列、あるいは、(3)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなる配列において、1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は挿入されたアミノ酸配列を含み、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチド;
[2]配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列を含み、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチド;
[3](1)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列において、1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は挿入されたアミノ酸配列、あるいは、(2)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなる配列において、1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は挿入されたアミノ酸配列からなり、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチド;
[4](1)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列との相同性、あるいは、(2)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなる配列との相同性が、90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチド;
[5](1)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列との相同性、あるいは、(2)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなる配列との相同性が、90%以上であるアミノ酸配列からなり、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチド;
[6](1)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる、あるいは、(3)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなるポリペプチド;
[7][1]〜[6]記載のポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;
[8][7]記載のポリヌクレオチドを含む発現ベクター;
[9][8]記載の発現ベクターでトランスフェクションされた細胞;
[10][1]〜[6]記載のポリペプチドに結合する抗体又はその断片;
[11][9]記載の細胞を培養し、[1]〜[6]記載のポリペプチドを回収することを含む、[1]〜[6]記載のポリペプチドの製造方法;
[12](1)[1]〜[6]記載のポリペプチドと、(2)α−マクログロブリンと、(3)試験化合物とを接触させる工程、及び
前記ポリペプチドとα−マクログロブリンとが、SDS及び/又は還元剤では解離しない複合体を形成するか否かを分析する工程
を含む、試験化合物が前記ポリペプチドのプロテアーゼ活性を阻害するか否かを検出する方法;
[13][12]記載の方法による検出工程、及び
プロテアーゼ活性を阻害する物質を選択する工程
を含む、[1]〜[6]記載のポリペプチドのプロテアーゼ活性を阻害する物質をスクリーニングする方法;
[14][13]記載の方法により、慢性腎不全治療用物質をスクリーニングする方法;並びに
[15][12]記載の方法による検出工程、及び
製剤化工程
を含む、慢性腎不全治療用医薬組成物の製造方法
に関する。
本明細書において「プロテアーゼ活性」とは、血清中に存在するプロテアーゼ阻害タンパク質であるα−マクログロブリンと、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)及び/又は還元剤では解離しない複合体を形成することのできる性質を意味する。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明を詳細に説明する。
[1]本発明のポリペプチド
本発明のポリペプチドには、
(1)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列を含むポリペプチド;
(2)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列の1又は複数の箇所において、全体として1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は挿入されたアミノ酸配列を含み、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチド(以下、機能的等価改変体と称する);並びに
(3)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列との相同性、あるいは、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなる配列との相同性が90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチド(以下、相同ポリペプチドと称する)
が含まれる。
本発明のポリペプチドである「配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列を含むポリペプチド」は、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列を含み、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチドである限り、特に限定されるものではなく、例えば、
(1a)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなるポリペプチド;
(1b)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列のN末端及び/又はC末端に、適当なマーカー配列等が付加されたアミノ酸配列を有し、しかも、プロテアーゼ活性を示す融合ポリペプチド;
(1c)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列のC末端に、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第751番〜第1224番のアミノ酸からなる配列又はそのC末端から1〜473個のアミノ酸が欠失した配列が付加されたアミノ酸配列[すなわち、C末端が第751番〜第1224番のアミノ酸のいずれかである;以下、「配列番号2で表されるアミノ酸配列又はそのC末端欠失配列」と称する]を有するポリペプチド;並びに
(1d)配列番号2で表されるアミノ酸配列又はそのC末端欠失配列において、そのN末端及び/又はC末端に、適当なマーカー配列等が更に付加されたアミノ酸配列を有し、しかも、プロテアーゼ活性を示す融合ポリペプチド
などが含まれる。
本明細書において、或るポリペプチド(以下、試験ポリペプチドと称する)が「プロテアーゼ活性を示す」か否かを判定する方法(以下、「プロテアーゼ活性の判定方法」と称することがある)は、「血清中に存在するプロテアーゼ阻害タンパク質であるα−マクログロブリンと、SDS及び/又は還元剤では解離しない複合体を形成することのできる性質」を示すか否かを判定することができる限り、特に限定されるものではないが、例えば、前記の試験ポリペプチドと、血清中に存在するプロテアーゼ阻害タンパク質であるα−マクログロブリンとを接触させ、SDS及び/又は還元剤[例えば、2−メルカプトエタノール(2−ME)]では解離しない複合体を形成するか否かを分析することにより、確認することができ、具体的には、例えば、実施例4に記載の方法で確認することができる。
α−マクログロブリンは、血清中に存在するプロテアーゼ阻害タンパク質であり、多くのプロテアーゼと複合体を形成することが知られている。この複合体の形成はプロテアーゼ活性に依存しており、また、形成された複合体は、プロテアーゼとα−マクログロブリンとがアミド結合したものであるため、SDS又は還元剤(例えば、2−ME)では解離しないことが知られている(Feinman R.D.ら,Ann.New York Acad.Sci.,737,245−266,1994;及びKuno K.ら,J.Biol.Chem.,274,18821−18826,1999)。
前記ポリペプチド(1a)、すなわち、「配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなるポリペプチド」は、プロテアーゼ活性を示す、750個のアミノ酸残基からなる新規プロテアーゼである。前記ポリペプチド(1a)は、「配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなるポリペプチド」の部分ポリペプチドに相当する。
本発明のポリペプチドにおける前記マーカー配列としては、例えば、ポリペプチドの発現の確認、細胞内局在の確認、あるいは、精製等を容易に行なうための配列を用いることができ、例えば、FLAGタグ、ヘキサ−ヒスチジン・タグ、ヘマグルチニン・タグ、又はmycエピトープなどを挙げることができる。
本発明の機能的等価改変体は、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列の1又は複数の箇所において、1〜10個、好ましくは1〜7個、より好ましくは1〜5個(例えば、1〜数個)のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は挿入されたアミノ酸配列を含み、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチドである限り、特に限定されるものではなく、その起源もヒトに限定されない。
例えば、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなるポリペプチドのヒトにおける変異体が含まれるだけでなく、ヒト以外の生物(例えば、マウス、ラット、ハムスター、又はイヌ)由来の機能的等価改変体が含まれる。更には、それらの天然ポリペプチド(すなわち、ヒト由来の変異体、あるいは、ヒト以外の生物由来の機能的等価改変体)をコードするポリヌクレオチドを元にして、あるいは、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを元にして、遺伝子工学的に人為的に改変したポリヌクレオチドを用いて製造したポリペプチドなどが含まれる。なお、本明細書において「変異体」(variation)とは、同一種内の同一ポリペプチドにみられる個体差、あるいは、数種間の相同ポリペプチドにみられる差異を意味する。
配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなるポリペプチドのヒトにおける変異体、あるいは、ヒト以外の生物由来の機能的等価改変体は、当業者であれば、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの塩基配列(例えば、配列番号1で表される塩基配列)の情報を基にして、取得することができる。なお、遺伝子組換え技術については、特に断りがない場合、公知の方法(例えば、Sambrook,J.ら,”Molecular Cloning−A Laboratory Manual”,Cold Spring Harbor Laboratory,NY,1989)に従って実施することが可能である。
例えば、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの塩基配列の情報を基にして適当なプライマー又はプローブを設計し、前記プライマー又はプローブと、目的とする生物[例えば、哺乳動物(例えば、ヒト、マウス、ラット、ハムスター、又はイヌ)]由来の試料(例えば、総RNA若しくはmRNA画分、cDNAライブラリー、又はファージライブラリー)とを用いてポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法(Saiki,R.K.ら,Science,239,487−491,1988)又はハイブリダイゼーション法を実施することにより、ポリペプチドコードするポリヌクレオチドを取得し、そのポリヌクレオチドを適当な発現系を用いて発現させ、発現したポリペプチドが、例えば、実施例4に記載の方法により、プロテアーゼ活性を示すことを確認することにより、所望のポリペプチドを取得することができる。
また、前記の遺伝子工学的に人為的に改変したポリペプチドは、常法、例えば、部位特異的突然変異誘発法(site−specific mutagenesis;Mark,D.F.ら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,81,5662−5666,1984)により、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを取得し、そのポリヌクレオチドを適当な発現系を用いて発現させ、発現したポリペプチドが、例えば、実施例4に記載の方法により、プロテアーゼ活性を示すことを確認することにより、所望のポリペプチドを取得することができる。
本発明の機能的等価改変体には、例えば、
(2a)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列の1又は複数の箇所において、全体として1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は挿入されたアミノ酸配列を有し、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチド;
(2b)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列の1又は複数の箇所において、全体として1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は挿入され、更に、そのN末端及び/又はC末端に適当なマーカー配列等が付加されたアミノ酸配列を有し、しかも、プロテアーゼ活性を示す融合ポリペプチド;
(2c)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列の1又は複数の箇所において、全体として1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は挿入され、更に、そのC末端に、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第751番〜第1224番のアミノ酸からなる配列又はそのC末端から1〜473個のアミノ酸が欠失した配列が付加されたアミノ酸配列を有し、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチド;並びに
(2d)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列の1又は複数の箇所において、全体として1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は挿入され、更に、そのC末端に、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第751番〜第1224番のアミノ酸からなる配列又はそのC末端から1〜473個のアミノ酸が欠失した配列が付加されたアミノ酸配列であって、そのN末端及び/又はC末端に、適当なマーカー配列等が更に付加されたアミノ酸配列を有し、しかも、プロテアーゼ活性を示す融合ポリペプチド
などが含まれる。
本発明の相同ポリペプチドは、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列との相同性、あるいは、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなる配列との相同性が90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチドである限り、特に限定されるものではないが、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列に関して、あるいは、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなる配列に関して、好ましくは95%以上、より好ましくは98%以上、更に好ましくは99%以上の相同性を有するアミノ酸配列を含む。本発明の相同ポリペプチドとしては、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列との相同性、あるいは、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなる配列との相同性が90%以上(より好ましくは95%以上、更に好ましくは98%以上、特に好ましくは99%以上)であるアミノ酸配列からなり、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチドがより好ましい。
なお、本明細書における前記「相同性」とは、BLAST(Basic local alingment search tool;Altschul,S.F.ら,J.Mol.Biol.,215,403−410,1990)により得られた値を意味し、アミノ酸配列の相同性は、BLAST検索アルゴリズムを用いて決定することができる。具体的には、BLASTパッケージ(sgi32bit版,バージョン2.0.12;NCBIより入手)のbl2seqプログラム(Tatiana A.Tatusova及びThomas L.Madden,FEMS Microbiol.Lett.,174,247−250,1999)を用い、デフォルトパラメーターに従って算出することができる。ペアワイズ・アラインメント・パラメーターとして、プログラム名「blastp」を使用し、Gap挿入Cost値を「0」で、Gap伸長Cost値を「0」で、Query配列のフィルターとして「SEG」を、Matrixとして「BLOSUM62」をそれぞれ使用する。
以上、本発明のポリペプチドについて説明したが、本発明のポリペプチドとしては、「配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなるポリペプチド」、「配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなるポリペプチド」、「配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列の1又は複数の箇所において、全体として1〜10個(好ましくは1〜7個、より好ましくは1〜5個)のアミノ酸が欠失、置換、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチド」、あるいは、「配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなる配列の1又は複数の箇所において、全体として1〜10個(好ましくは1〜7個、より好ましくは1〜5個)のアミノ酸が欠失、置換、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチド」が好ましく、「配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなるポリペプチド」、あるいは、「配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなるポリペプチド」がより好ましい。
[2]本発明のポリヌクレオチド
本発明のポリヌクレオチドは、本発明のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドである限り、特に限定されるものではなく、例えば、配列番号1で表される塩基配列における第1番〜第2250番の塩基からなる配列を含むポリヌクレオチドを挙げることができ、配列番号1で表される塩基配列における第1番〜第2250番の塩基からなるポリヌクレオチドが特に好ましい。なお、本明細書における用語「ポリヌクレオチド」には、DNA及びRNAの両方が含まれる。
本発明のポリヌクレオチドの製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、(1)PCRを用いた方法、(2)常法の遺伝子工学的手法(すなわち、cDNAライブラリーで形質転換した形質転換株から、所望のcDNAを含む形質転換株を選択する方法)を用いる方法、又は(3)化学合成法などを挙げることができる。以下、各製造方法について、順次、説明する。
前記(1)のPCRを用いた方法では、例えば、以下の手順により、本発明のポリヌクレオチドを製造することができる。
すなわち、本発明のポリペプチドを産生する能力を有するヒト細胞又は組織からmRNAを抽出する。次いで、本発明のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの塩基配列に基づいて、本発明のポリペプチドに相当するmRNAの全長を挟むことのできる2個1組のプライマーセット、あるいは、その一部のmRNA領域を挟むことのできる2個1組のプライマーセットを作成する。抽出した前記mRNAを鋳型とする逆転写酵素−ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)を行なうことにより、本発明のポリペプチドの全長cDNA又はその一部を得ることができる。
より詳細には、まず、本発明のポリペプチドの産生能力を有する細胞又は組織から、本発明のポリペプチドをコードするmRNAを含む総RNAを既知の方法により抽出する。抽出法としては、例えば、グアニジン・チオシアネート・ホット・フェノール法、グアニジン・チオシアネート−グアニジン・塩酸法、又はグアニジン・チオシアネート塩化セシウム法等を挙げることができるが、グアニジン・チオシアネート塩化セシウム法を用いることが好ましい。本発明のポリペプチドの産生能力を有する細胞又は組織は、例えば、本発明のポリペプチドをコードするポリヌクレオチド又はその一部を用いたノーザンブロッティング法、あるいは、本発明のポリペプチドに特異的な抗体を用いたウエスタンブロッティング法などにより特定することができる。
続いて、抽出したmRNAを精製する。mRNAの精製は常法に従えばよく、例えば、mRNAをオリゴ(dT)セルロースカラムに吸着後、溶出させることにより精製することができる。所望により、ショ糖密度勾配遠心法等によりmRNAを更に分画することもできる。また、mRNAを抽出しなくても、市販されている抽出精製済みのmRNAを用いることもできる。
次に、精製されたmRNAを、例えば、ランダムプライマー、オリゴdTプライマー、及び/又はカスタム合成したプライマーの存在下で、逆転写酵素反応を行ない、第1鎖cDNAを合成する。この合成は、常法によって行なうことができる。得られた第1鎖cDNAを用い、目的ポリヌクレオチドの全長又は一部の領域を挟んだ2種類のプライマーを用いてPCRを実施し、目的とするcDNAを増幅することができる。得られたDNAをアガロースゲル電気泳動等により分画する。所望により、前記DNAを制限酵素等で切断し、接続することによって目的とするDNA断片を得ることもできる。
前記(2)の常法の遺伝子工学的手法を用いる方法では、例えば、以下の手順により、本発明のポリヌクレオチドを製造することができる。
まず、前記のPCRを用いた方法で調製したmRNAを鋳型として、逆転写酵素を用いて1本鎖cDNAを合成した後、この1本鎖cDNAから2本鎖cDNAを合成する。その方法としては、例えば、S1ヌクレアーゼ法(Efstratiadis,A.ら,Cell,7,279−288,1976)、Land法(Land,H.ら,Nucleic Acids Res.,9,2251−2266,1981)、O.Joon Yoo法(Yoo,O.J.ら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,79,1049−1053,1983)、又はOkayama−Berg法(Okayama,H.及びBerg,P.,Mol.Cell.Biol.,2,161−170,1982)などを挙げることができる。
次に、前記2本鎖cDNAを含む組換えプラスミドを作製した後、大腸菌(例えば、DH5α株、HB101株、又はJM109株)に導入して形質転換させ、例えば、テトラサイクリン、アンピシリン、又はカナマイシン等に対する薬剤耐性を指標として、組換体を選択する。宿主細胞の形質転換は、例えば、宿主細胞が大腸菌の場合には、Hanahanの方法(Hanahan,D.J.,Mol.Biol.,166,557−580,1983)、すなわち、CaCl、MgCl、又はRbClを共存させて調製したコンピテント細胞に、前記組換えDNA体を加える方法により実施することができる。なお、ベクターとしては、プラスミド以外にもラムダ系などのファージベクターを用いることもできる。
このようにして得られる形質転換株から、目的のcDNAを有する形質転換株を選択する方法としては、例えば、以下に示す(i)合成オリゴヌクレオチドプローブを用いる形質転換株スクリーニング法、(ii)PCRにより作製したプローブを用いる形質転換株スクリーニング法、(iii)本発明のポリペプチドに対する抗体を用いる形質転換株スクリーニング法、又は(iv)セレクティブ・ハイブリダイゼーション・トランスレーション系を用いる形質転換株スクリーニング法を採用することができる。
前記(i)の合成オリゴヌクレオチドプローブを用いる形質転換株スクリーニング法では、例えば、以下の手順により、目的のcDNAを有する形質転換株を選択することができる。
すなわち、本発明のポリペプチドの全部又は一部に対応するオリゴヌクレオチドを合成し、これをプローブ(32P又は33Pで標識する)として、形質転換株のDNAを変性固定したニトロセルロースフィルター又はポリアミドフィルターとハイブリダイズさせ、得られた陽性株を検索して、これを選択する。なお、プローブ用のオリゴヌクレオチドを合成する場合には、コドン使用頻度を用いて導いたヌクレオチド配列とすることもできるし、あるいは、考えられるヌクレオチド配列を組合せた複数個のヌクレオチド配列とすることもできる。後者の場合には、イノシンを含ませてその種類を減らすことができる。
前記(ii)のPCRにより作製したプローブを用いる形質転換株スクリーニング法では、例えば、以下の手順により、目的のcDNAを有する形質転換株を選択することができる。
すなわち、本発明のポリペプチドの一部に対応するセンスプライマー及びアンチセンスプライマーの各オリゴヌクレオチドを合成し、これらを組合せてPCRを行ない、目的ポリペプチドの全部又は一部をコードするDNA断片を増幅する。ここで用いる鋳型DNAとしては、本発明のポリペプチドを産生する細胞のmRNAより逆転写反応にて合成したcDNA、又はゲノムDNAを用いることができる。このようにして調製したDNA断片を、例えば、32P又は33Pで標識し、これをプローブとして用いてコロニーハイブリダイゼーション又はプラークハイブリダイゼーションを行なうことにより、目的のcDNAを有する形質転換株を選択する。
前記(iii)の本発明のポリペプチドに対する抗体を用いる形質転換株スクリーニング法では、例えば、以下の手順により、目的のcDNAを有する形質転換株を選択することができる。
すなわち、予め、cDNAを発現ベクターに組込み、形質転換株の培養上清、細胞内、又は細胞表面にポリペプチドを産生させ、本発明のポリペプチドに対する抗体及び前記抗体に対する2次抗体を用いて、所望のポリペプチド産生株を検出し、目的のcDNAを有する形質転換株を選択する。
前記(iv)のセレクティブ・ハイブリダイゼーション・トランスレーション系を用いる形質転換株スクリーニング法では、例えば、以下の手順により、目的のcDNAを有する形質転換株を選択することができる。
すなわち、形質転換株から得られるcDNAを、ニトロセルロースフィルター等にブロットし、本発明のポリペプチドの産生能力を有する細胞から別途調製したmRNAをハイブリダイズさせた後、cDNAに結合したmRNAを解離させ、回収する。回収されたmRNAを適当なポリペプチド翻訳系、例えば、アフリカツメガエルの卵母細胞へ注入したり、あるいは、ウサギ網状赤血球ライゼート又は小麦胚芽等の無細胞系を用いて、ポリペプチドに翻訳させる。本発明のポリペプチドに対する抗体を用いて検出して、目的のcDNAを有する形質転換株を選択する。
得られた目的の形質転換株より本発明のポリヌクレオチドを採取する方法は、公知の方法(例えば、Sambrook,J.ら,”Molecular Cloning−A Laboratory Manual”,Cold Spring Harbor Laboratory,NY,1989)に従って実施することができる。例えば、細胞よりプラスミドDNAに相当する画分を分離し、得られたプラスミドDNAからcDNA領域を切り出すことにより行なうことができる。
前記(3)の化学合成法を用いた方法では、例えば、化学合成法によって製造したDNA断片を結合することによって、本発明のポリヌクレオチドを製造することができる。各DNAは、DNA合成機[例えば、Oligo 1000M DNA Synthesizer(Beckman社製)、又は394 DNA/RNA Synthesizer(Applied Biosystems社製)など]を用いて合成することができる。
また、本発明のポリヌクレオチドは、本発明のポリペプチドの情報に基づいて、例えば、ホスファイト・トリエステル法(Hunkapiller,M.ら,Nature,10,105−111,1984)等の常法に従い、核酸の化学合成により製造することもできる。なお、所望アミノ酸に対するコドンは、それ自体公知であり、その選択も任意でよく、例えば、利用する宿主のコドン使用頻度を考慮して、常法に従って決定することができる(Crantham,R.ら,Nucleic Acids Res.,9,r43−r74,1981)。更に、これら塩基配列のコドンの一部改変は、常法に従い、所望の改変をコードする合成オリゴヌクレオチドからなるプライマーを利用した部位特異的突然変異誘発法(site specific mutagenesis)(Mark,D.F.ら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,81,5662−5666,1984)等により実施することができる。
これまで述べた種々の方法により得られるDNAの配列決定は、例えば、マキサム−ギルバートの化学修飾法(Maxam,A.M.及びGilbert,W.,“Methods in Enzymology”,65,499−559,1980)やジデオキシヌクレオチド鎖終結法(Messing,J.及びVieira,J.,Gene,19,269−276,1982)等により行なうことができる。
[3]本発明の発現ベクター及び細胞
単離された本発明のポリヌクレオチドを、適当なベクターDNAに再び組込むことにより、真核生物又は原核生物の宿主細胞をトランスフェクションすることができる。また、これらのベクターに適当なプロモーター及び形質発現にかかわる配列を導入することにより、それぞれの宿主細胞においてポリヌクレオチドを発現させることが可能である。
本発明の発現ベクターは、本発明のポリヌクレオチドを含む限り、特に限定されるものではなく、例えば、用いる宿主細胞に応じて適宜選択した公知の発現ベクターに、本発明のポリヌクレオチドを挿入することにより得られる発現ベクターを挙げることができる。
また、本発明の細胞も、本発明の前記発現ベクターでトランスフェクションされ、本発明のポリヌクレオチドを含む限り、特に限定されるものではなく、例えば、本発明のポリヌクレオチドが、宿主細胞の染色体に組み込まれた細胞であることもできるし、あるいは、本発明によるポリヌクレオチドを含む発現ベクターの形で含有する細胞であることもできる。また、本発明のポリペプチドを発現している細胞であることもできるし、あるいは、本発明のポリペプチドを発現していない細胞であることもできる。本発明の細胞は、例えば、本発明の発現ベクターにより、所望の宿主細胞をトランスフェクションすることにより得ることができる。
例えば、真核生物の宿主細胞には、脊椎動物、昆虫、及び酵母等の細胞が含まれ、脊椎動物細胞としては、例えば、サルの細胞であるCOS細胞(Gluzman,Y.,Cell,23,175−182,1981)、チャイニーズ・ハムスター卵巣細胞(CHO)のジヒドロ葉酸レダクターゼ欠損株(Urlaub,G.及びChasin,L.A.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,77,4216−4220,1980)、ヒト胎児腎臓由来HEK293細胞、及び前記HEK293細胞にエプスタイン・バーウイルスのEBNA−1遺伝子を導入した293−EBNA細胞(Invitrogen社)等を挙げることができる。
脊椎動物細胞の発現ベクターとしては、通常発現しようとする遺伝子の上流に位置するプロモーター、RNAのスプライス部位、ポリアデニル化部位、及び転写終結配列等を有するものを使用することができ、更に必要により、複製起点を有していることができる。前記発現ベクターの例としては、例えば、SV40の初期プロモーターを有するpSV2dhfr(Subramani,S.ら,Mol.Cell.Biol.,1,854−864,1981)、ヒトの延長因子プロモーターを有するpEF−BOS(Mizushima,S.及びNagata,S.,Nucleic Acids Res.,18,5322,1990)、又はサイトメガロウイルスプロモーターを有するpCEP4(Invitrogen社)等を挙げることができる。
宿主細胞として293−EBNA細胞を用いる場合には、発現ベクターとして、エプスタイン・バーウイルスの複製起点を有し、293−EBNA細胞で自己増殖が可能なpCEP4(Invitrogen社)などを用いることができる。
また、宿主細胞としてCOS細胞を用いる場合には、発現ベクターとして、SV40複製起点を有し、COS細胞において自律増殖が可能であり、更に、転写プロモーター、転写終結シグナル、及びRNAスプライス部位を備えたものを用いることができ、例えば、pME18S(Maruyama,K.及びTakebe,Y.,Med.Immunol.,20,27−32,1990)、pEF−BOS(Mizushima,S.及びNagata,S.,Nucleic Acids Res.,18,5322,1990)、又はpCDM8(Seed,B.,Nature,329,840−842,1987)等を挙げることができる。
前記発現ベクターは、例えば、DEAE−デキストラン法(Luthman,H.及びMagnusson,G.,Nucleic Acids Res.,11,1295−1308,1983)、リン酸カルシウム−DNA共沈殿法(Graham,F.L.及びvan der Ed.A.J.,Virology,52,456−457,1973)、市販のトランスフェクション試薬(例えば、FuGENETM6 Transfection Reagent;Boeringer Mannheim社製)を用いた方法、あるいは、電気パスル穿孔法(Neumann,E.ら,EMBO J.,1,841−845,1982)等により、COS細胞に取り込ませることができる。
更に、宿主細胞としてCHO細胞を用いる場合には、本発明のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクターと共に、G418耐性マーカーとして機能するneo遺伝子を発現することのできるベクター、例えば、pRSVneo(Sambrook,J.ら,“Molecular Cloning−A Laboratory Manual”,Cold Spring Harbor Laboratory,NY,1989)又はpSV2−neo(Southern,P.J.及びBerg,P.,J.Mol.Appl.Genet.,1,327−341,1982)等をコ・トランスフェクトし、G418耐性のコロニーを選択することにより、本発明のポリペプチドを安定に産生するトランスフェクションされた細胞を得ることができる。
本発明の細胞は、常法(例えば、日本生化学会編,「新生化学実験講座18 細胞培養技術」,東京化学同人,1990)に従って培養することができ、前記培養により細胞外に本発明のポリペプチドが生産される。前記培養に用いることのできる培地としては、採用した宿主細胞に応じて慣用される各種の培地を適宜選択することができる。例えば、COS細胞の場合には、例えば、RPMI−1640培地又はダルベッコ修正イーグル最小必須培地(DMEM)等の培地に、必要に応じて牛胎仔血清(FBS)等の血清成分を添加した培地を使用することができる。また、293−EBNA細胞の場合には、牛胎仔血清(FBS)等の血清成分を添加したダルベッコ修正イーグル最小必須培地(DMEM)等の培地にG418を加えた培地を使用することができる。
本発明の細胞を培養することにより、前記細胞の細胞外に生産きれる本発明のポリペプチドは、前記ポリペプチドの物理的性質や生化学的性質等を利用した各種の公知の分離操作法(例えば、岡田雅人及び宮崎香編,「改訂タンパク質実験ノート上・下」,羊土社,1999)により、分離精製することができる。具体的には、本発明のポリペプチドを含む培養液を、例えば、通常のタンパク質沈殿剤による処理、限外濾過、各種液体クロマトグラフィー[例えば、分子ふるいクロマトグラフィー(ゲル濾過)、吸着クロマトグラフィー、イオン交換体クロマトグラフィー、アフィニティクロマトグラフィー、又は高速液体クロマトグラフィー(HPLC)等]、若しくは透析法、又はこれらの組合せ等により、本発明のポリペプチドを精製することができる。
本発明のポリペプチドは、マーカー配列とインフレームで融合して発現させることにより、本発明のポリペプチドの発現の確認、又は精製等が容易になる。前記マーカー配列としては、例えば、FLAGタグ、ヘキサ−ヒスチジン・タグ、ヘマグルチニン・タグ、又はmycエピトープなどを挙げることができる。また、マーカー配列と本発明のポリペプチドとの間に、プロテアーゼ(例えば、エンテロキナーゼ、ファクターXa、又はトロンビンなど)が認識する特異的なアミノ酸配列を挿入することにより、マーカー配列部分をこれらのプロテアーゼにより切断除去することが可能である。
[4]本発明の検出方法及びスクリーニング方法
本発明のポリペプチドを用いると、試験化合物が、本発明のポリペプチドのプロテアーゼ活性を阻害するか否かを検出することができる。また、この本発明の検出方法を用いると、本発明のポリペプチドのプロテアーゼ活性を阻害する物賀をスクリーニングすることができる。本発明のポリペプチドであるMDTS9(Metalloprotease and Disintegrin with Thrombospondin type−1 repeats 9)は、その配列よりADAMTSプロテアーゼであると考えられることから、細胞外マトリクスの代謝に関与するプロテアーゼであると考えられ、後述の実施例5及び実施例8に示すように、腎臓で発現しているタンパク質であり、しかも、後述の実施例6に示すように、TGF−βにより誘導されるADAMTSプロテアーゼである。従って、本発明のポリペプチドのプロテアーゼ活性を阻害する物質は、TGF−βの生理作用のうち、細胞外マトリクス成分の質的変化及び量的増加に係わる部分だけを抑制又は阻害する可能性が高く、長期投与が想定される慢性腎不全治療剤の有効成分として有用であり、本発明のポリペプチドそれ自体を、本発明のポリペプチドのプロテアーゼ活性を阻害する物質、あるいは、慢性腎不全治療用物質のスクリーニングツールとして使用することができる。
本発明の検出方法又はスクリーニング方法にかけることのできる試験化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、ケミカルファイルに登録されている種々の公知化合物(ペプチドを含む)、コンビナトリアル・ケミストリー技術(Terrett,N.K.ら,Tetrahedron,51,8135−8137,1995)又は通常の合成技術によって得られた化合物群、あるいは、ファージ・ディスプレイ法(Felici,F.ら,J.Mol.Biol.,222,301−310,1991)などを応用して作成されたランダム・ペプチド群を用いることができる。前記公知化合物には、例えば、プロテアーゼ阻害活性を有することが知られているが、本発明のポリペプチドのプロテアーゼ活性に対して阻害するか否かが不明な化合物(ペプチドを含む)が含まれる。また、微生物の培養上清、植物若しくは海洋生物由来の天然成分、又は動物組織抽出物などもスクリーニングの試験化合物として用いることができる。更には、本発明のスクリーニング方法により選択された化合物(ペプチドを含む)を、化学的又は生物学的に修飾した化合物(ペプチドを含む)を用いることができる。
本発明の検出方法は、
(1)本発明のポリペプチドと、(2)α−マクログロブリンと、(3)試験化合物とを接触させる工程、及び
本発明のポリペプチドとα−マクログロブリンとが、SDS及び/又は還元剤(例えば、2−ME)では解離しない複合体を形成するか否かを分析する工程
を含む。
本発明の検出方法においては、試験ポリペプチドとα−マクログロブリンとを接触させる代わりに、本発明のポリペプチドとα−マクログロブリンと試験化合物とを接触させること以外は、先述のプロテアーゼ活性の判定方法と同様にして実施することができる。すなわち、本発明の検出方法では、本発明のポリペプチドと基質用ポリペプチドと試験化合物とを接触させ、前記試験化合物の存在下において、本発明のポリペプチドとα−マクログロブリンとがSDS及び/又は還元剤(例えば、2−ME)では解離しない複合体を形成するか否かを分析することにより、前記試験化合物が、本発明のポリペプチドのプロテアーゼ活性を阻害するか否かを検出する。試験化合物の存在下において、本発明のポリペプチドとα−マクログロブリンとがSDS及び/又は還元剤(例えば、2−ME)では解離しない複合体を形成しないか、あるいは、前記形成の程度が減少する場合には、前記試験化合物が、本発明のポリペプチドのプロテアーゼ活性を阻害すると判断することができる。
本発明のスクリーニング方法では、本発明の検出方法により、試験化合物が、本発明のポリペプチドのプロテアーゼ活性を阻害するか否かを検出し、その結果に基づいて、本発明のポリペプチドのプロテアーゼ活性を阻害する物質、あるいは、慢性腎不全治療用物質を選択する。より具体的には、例えば、本発明のポリペプチドとα−マクログロブリンと試験化合物とを接触させ、前記試験化合物の存在下における本発明のポリペプチドとα−マクログロブリンとの複合体の形成の有無又は程度を指標として、本発明のポリペプチドのプロテアーゼ活性を阻害する物質、あるいは、慢性腎不全治療用物質を選択することができる。試験化合物の存在下において、本発明のポリペプチドとα−マクログロブリンとがSDS及び/又は還元剤(例えば、2−ME)では解離しない複合体を形成しないか、あるいは、前記形成の程度が減少する場合には、前記試験化合物が、本発明のポリペプチドのプロテアーゼ活性を阻害する物質、あるいは、慢性腎不全治療用物質であると判定することができる。
[5]本発明の慢性腎不全治療用医薬組成物の製造方法
本発明には、本発明のスクリーニング方法により選択される、本発明のポリペプチドのプロテアーゼ活性を阻害する物質を有効成分とする慢性腎不全治療用医薬組成物が包含される。
慢性腎不全治療用医薬組成物の品質規格の確認試験において、本発明の検出方法により、本発明のポリペプチドのプロテアーゼ活性を阻害するか否かを検出する工程、及び製剤化工程を含む、慢性腎不全治療用医薬組成物の製造方法も本発明に含まれる。
また、前記検出工程を含む本発明のスクリーニング方法で得られた物質を製剤化することからなる、慢性腎不全治療用医薬組成物の製造方法も本発明に含まれる。
本発明のポリペプチドのプロテアーゼ活性を阻害する物質を有効成分とする製剤は、前記有効成分のタイプに応じて、それらの製剤化に通常用いられる担体、賦形剤、及び/又はその他の添加剤を用いて調製することができる。
投与としては、例えば、錠剤、丸剤、カプセル剤、顆粒剤、細粒剤、散剤、又は経口用液剤などによる経口投与、あるいは、静注若しくは筋注などの注射剤、坐剤、経皮投与剤、又は経粘膜投与剤などによる非経口投与を挙げることができる。特に胃で消化されるペプチドにあっては、静注等の非経口投与又は消化を受けない製剤化手段、例えば、WO95/28963号パンフレットに記載の製剤化手段が好ましい。
経口投与のための固体組成物においては、1又はそれ以上の活性物質と、少なくとも一つの不活性な希釈剤、例えば、乳糖、マンニトール、ブドウ糖、微結晶セルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、デンプン、ポリビニルピロリドン、又はメタケイ酸アルミン酸マグネシウムなどと混合することができる。前記組成物は、常法に従って、不活性な希釈剤以外の添加剤、例えば、滑沢剤、崩壊剤、安定化剤、又は溶解若しくは溶解補助剤などを含有することができる。錠剤又は丸剤は、必要により糖衣又は胃溶性若しくは腸溶性物質などのフィルムで被覆することができる。
経口のための液体組成物は、例えば、乳濁剤、溶液剤、懸濁剤、シロップ剤、又はエリキシル剤を含むことができ、一般的に用いられる不活性な希釈剤、例えば、精製水又はエタノールを含むことができる。前記組成物は、不活性な希釈剤以外の添加剤、例えば、湿潤剤、懸濁剤、甘味剤、芳香剤、又は防腐剤を含有することができる。
非経口のための注射剤としては、無菌の水性若しくは非水性の溶液剤、懸濁剤、又は乳濁剤を含むことができる。水溶性の溶液剤又は懸濁剤には、希釈剤として、例えば、注射用蒸留水又は生理用食塩水などを含むことができる。非水溶性の溶液剤又は懸濁剤の希釈剤としては、例えば、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、植物油(例えば、オリーブ油)、アルコール類(例えば、エタノール)、又はポリソルベート80等を含むことができる。前記組成物は、更に湿潤剤、乳化剤、分散剤、安定化剤、溶解若しくは溶解補助剤、又は防腐剤などを含むことができる。前記組成物は、例えば、バクテリア保留フィルターを通す濾過、殺菌剤の配合、又は照射によって無菌化することができる。また、無菌の固体組成物を製造し、使用の際に、無菌水又はその他の無菌用注射用媒体に溶解し、使用することもできる。
投与量は、前記スクリーニング法により選択された有効成分の活性の強さ、症状、投与対象の年齢、又は性別等を考慮して適宜決定することができる。
例えば、経口投与の場合、その投与量は、通常、成人(体重60kgとして)において、1日につき約0.01〜1000mg、好ましくは0.01〜100mgである。また、非経口投与の場合、注射剤の形では、1日につき0.01〜1000mg、好ましくは0.01〜100mgである。
[6]本発明の抗体又はその断片
本発明のポリペプチドに反応する抗体(例えば、ポリクローナル抗体又はモノクローナル抗体)は、各種動物に、本発明のポリペプチド、又はその断片を直接投与することで得ることができる。また、本発明のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを導入したプラスミドを用いて、DNAワクチン法(Raz,E.ら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,91,9519−9523,1994;又はDonnelly,J.J.ら,J.Infect.Dis.,173,314−320,1996)によっても得ることができる。
ポリクローナル抗体は、例えば、本発明のポリペプチド又はその断片を適当なアジュバント(例えば、フロイント完全アジュバントなど)に乳濁した乳濁液を、腹腔、皮下、又は静脈等に免疫して感作した動物(例えば、ウサギ、ラット、ヤギ、又はニワトリ等)の血清又は卵から製造することができる。このように製造された血清又は卵から、常法のポリペプチド単離精製法によりポリクローナル抗体を分離精製することができる。そのような分離精製方法としては、例えば、遠心分離、透析、硫酸アンモニウムによる塩析、又はDEAE−セルロース、ハイドロキシアパタイト、若しくはプロテインAアガロース等によるクロマトグラフィー法を挙げることができる。
モノクローナル抗体は、例えば、ケーラーとミルスタインの細胞融合法(Kohler,G.及びMilstein,C.,Nature,256,495−497,1975)により、当業者が容易に製造することが可能である。
すなわち、本発明のポリペプチド又はその断片を適当なアジュバント(例えば、フロイント完全アジュバントなど)に乳濁した乳濁液を、数週間おきにマウスの腹腔、皮下、又は静脈に数回繰り返し接種することにより免疫する。最終免疫後、脾臓細胞を取り出し、ミエローマ細胞と融合してハイブリドーマを作製する。
ハイブリドーマを得るためのミエローマ細胞としては、例えば、ヒポキサンチン−グアニン−ホスホリボシルトランスフェラーゼ欠損又はチミジンキナーゼ欠損のようなマーカーを有するミエローマ細胞(例えば、マウスミエローマ細胞株P3X63Ag8.U1)を利用することができる。また、融合剤としては、例えば、ポリエチレングリーコールを利用することができる。更には、ハイブリドーマ作製における培地として、例えば、イーグル氏最小必須培地、ダルベッコ氏変法最小必須培地、又はRPMI−1640などの通常よく用いられている培地に、10〜30%のウシ胎仔血清を適宜加えて用いることができる。融合株は、HAT選択法により選択することができる。ハイブリドーマのスクリーニングは培養上清を用い、ELISA法又は免疫組織染色法などの周知の方法により行ない、目的の抗体を分泌しているハイブリドーマのクローンを選択することができる。また、限界希釈法によってサブクローニングを繰り返すことにより、ハイブリドーマの単クローン性を保証することができる。このようにして得られるハイブリドーマは、培地中で2〜4日間、あるいは、プリスタンで前処理したBALB/c系マウスの腹腔内で10〜20日間培養することで、精製可能な量の抗体を産生することができる。
このように製造されたモノクローナル抗体は、培養上清又は腹水から常法のポリペプチド単離精製法により分離精製することができる。そのような分離精製方法としては、例えば、遠心分離、透析、硫酸アンモニウムによる塩析、又はDEAE−セルロース、ハイドロキシアパタイト、若しくはプロテインAアガロース等によるクロマトグラフィー法を挙げることができる。
また、モノクローナル抗体又はその一部分を含む抗体断片は、前記モノクローナル抗体をコードする遺伝子の全部又は一部を発現ベクターに組み込み、適当な宿主細胞(例えば、大腸菌、酵母、又は動物細胞)に導入して生産させることもできる。
以上のように分離精製された抗体(ポリクローナル抗体及びモノクローナル抗体を含む)について、常法により、ポリペプチド分解酵素(例えば、ペプシン又はパパイン等)によって消化を行ない、引き続き、常法のポリペプチド単離精製法により分離精製することで、活性のある抗体の一部分を含む抗体断片、例えば、F(ab’)、Fab、Fab’、又はFvを得ることができる。
更には、本発明のポリペプチドに反応する抗体を、クラクソンらの方法又はゼベデらの方法(Clackson,T.ら,Nature,352,624−628,1991;又はZebedee,S.ら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89,3175−3179,1992)により、一本鎖(single chain)Fv又はFabとして得ることも可能である。また、マウスの抗体遺伝子をヒト抗体遺伝子に置き換えたトランスジェニックマウス(Lonberg,N.ら,Nature,368,856−859,1994)に免疫することで、ヒト抗体を得ることも可能である。
実施例
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。なお、特に断らない限り、公知の方法(例えば、Sambrook,J.ら,”Molecular Cloning−A Laboratory Manual”,Cold Spring Harbor Laboratory,NY,1989)に従って実施した。
実施例1:C末FLAG付加型発現ベクターの作製
プラスミドpCEP4(インビトロジェン社製)を、制限酵素ClaI及びNsiIで切断し、平滑末端化した後、自己連結反応を行なうことにより、エプスタイン・バーウイルス由来のEBNA1発現ユニットを除去した発現ベクターpCEP4dを作製した。得られた発現ベクターpCEP4dを、制限酵素NheI及びBamHIで切断した後、アガロースゲル抽出することにより得られた約7.7kbpのDNA断片に、配列番号3で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと配列番号4で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとをアニールさせて得られた二重鎖オリゴヌクレオチドを挿入することにより、発現ベクターpCEP4d−FLAGを作成した。なお、得られた発現ベクターが目的の配列を有することは、塩基配列により確認した。
得られた発現ベクターpCEP4d−FLAGを鋳型とし、配列番号5で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと配列番号6で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとの組み合わせをプライマーとして、パイロベスト(PyroBestTM)DNAポリメラーゼ(宝酒造社製)を用いてPCRを行なった。前記PCRでは、最初に94℃(2分間)で熱変性を行なった後、94℃(30秒間)と55℃(30秒間)と72℃(30秒間)とからなるサイクルを15回繰り返し、最後に72℃(7分間)の伸長反応を行なった。前記PCRにより生じた約0.4kbpのDNA断片を制限酵素SpeIで切断した後、このDNA断片を、制限酵素XbaIで切断したpCEP4d−FLAG(約7.7Kbp)に挿入することにより、発現ベクターpCEPdE2−FLAGを作成した。得られた発現ベクターpCEPdE2−FLAGにおいては、プロモーターから下流に向かって、クローニングサイトであるXbaI認識配列、NheI認識配列、NotI認識配列、及びBamHI認識配列、並びにFLAGタグがこの順に配列されている。
実施例2:新規プロテアーゼ遺伝子MDTS9の全長ORF遺伝子のクローニング
配列番号7で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド(5’側にSpeI認識配列及びKozak配列が付加してある)と配列番号8で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド(5’側にNotI認識配列が付加してある)との組み合わせをプライマーとし、ヒト胎児腎臓cDNA(Marathon−ReadyTM cDNA;クロンテック社製)を鋳型として、DNAポリメラーゼ(TaKaRa LA TaqTM;宝酒造社製)を用いてPCRを行なった。前記PCRでは、最初に94℃(2分間)で熱変性を行なった後、98℃(10秒間)と68℃(2分30秒間)とからなるサイクルを40回繰り返し、最後に68℃(7分間)の伸長反応を行なった。前記PCRにより生成した約2.2kbpのDNA断片(5’側にSpeI認識配列及びKozak配列が付加され、3’側にNotI認識配列が付加されている)を、プラスミドPCR2.1(インビトロジェン社製)にサブクローンすることにより、クローンpMDTS9Cys1を得た。
得られたプラスミドpMDTS9Cys1を制限酵素SpeI及びNotIで切断して生成した約2.2kbpのDNA断片を、前記実施例1で構築したpCEPdE2−FLAGのXbaI部位及びNotI部位に挿入することにより、プラスミドpCEPdE2−MDTS9Cys1−FLAGを構築した。
配列番号9で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド(5’側にSpeI認識配列及びKozak配列が付加してある)と配列番号10で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとの組み合わせをプライマーとし、ヒト胎児腎臓cDNA(Marathon−ReadyTM cDNA;クロンテック社製)を鋳型として、DNAポリメラーゼ(TaKaRa LA TaqTM;宝酒造社製)を用いてPCRを行なった。前記PCRでは、最初に94℃(2分間)で熱変性を行なった後、98℃(10秒間)と68℃(30秒間)とからなるサイクルを45回繰り返し、最後に68℃(7分間)の伸長反応を行なった。前記PCRにより生成した約0.2kbpのDNA断片(5’側にSpeI認識配列及びKozak配列が付加されている)を、プラスミドPCR2.1(インビトロジェン社製)にサブクローンすることにより、クローンpMDTS9(5S2−12)を得た。
得られたプラスミドpMDTS9(5S2−12)を制限酵素SpeI及びNcoIで切断して生成した約0.2kbpのSpeI−NcoI DNA断片Aと、先に得られたプラスミドpMDTS9Cys1を制限酵素NcoI及びNotIで切断して生成した約2.0kbpのNcoI−NotI DNA断片Bとを、前記実施例1で構築したpCEPdE2−FLAGのXbaI部位及びNotI部位に挿入することにより、プラスミドpCEPdE2−MDTS9Cys2−FLAGを構築した。同様に、前記DNA断片Aと前記DNA断片Bとを、プラスミドpZErO−2(インビトロジェン社製)のSpeI及びNotI部位に挿入することにより、プラスミドpZErO−MDTS9Cys2を構築した。
配列番号11で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと配列番号12で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとの組み合わせをプライマーとし、ヒト胎児腎臓cDNA(Marathon−ReadyTM cDNA;クロンテック社製)を鋳型として、DNAポリメラーゼ(TaKaRa LA TaqTM;宝酒造社製)を用いてPCRを行なった。前記PCRでは、最初に94℃(2分間)で熱変性を行なった後、98℃(10秒間)と68℃(2分30秒間)とからなるサイクルを40回繰り返し、最後に68℃(7分間)の伸長反応を行なった。前記PCRにより生成した約2.1kbpのDNA断片を、プラスミドPCR2.1(インビトロジェン社製)にサブクローンすることにより、クローンpMDTS9−3Hを得た。
得られたプラスミドpMDTS9−3Hを制限酵素SphI及びNotIで切断して生成した約2.1kbpのDNA断片と、先に得られたプラスミドpCEPdE2−MDTS9Cys2−FLAGを制限酵素SphI及びNotIで切断して生成した約9.3kbpのDNA断片とを連結することにより、プラスミドpCEPdE2−MDTS9Full−FLAGを構築した。
このプラスミドpCEPdE2−MDTS9Full−FLAGは、新規プロテアーゼ遺伝子MDTS9の配列番号1で表される塩基配列における第1番〜第3672番の塩基からなる遺伝子を含有し、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなる配列のC末端に、配列番号21で表されるアミノ酸配列が付加したポリペプチドを、動物細胞を宿主として、発現することができる。
また、先に得られたプラスミドpCEPdE2−MDTS9Cys2−FLAGは、新規プロテアーゼ遺伝子MDTS9の配列番号1で表される塩基配列における第1番〜第2250番の塩基からなる遺伝子を含有し、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列のC末端に、配列番号21で表されるアミノ酸配列が付加したポリペプチドを、動物細胞を宿主として、発現することができる。なお、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドは、ADAMTSプロテアーゼであると考えられる。
実施例3:MDTS9短長タンパク質(MDTS9Cys2)及びMDTS9全長タンパク質(MDTS9Full)の発現
前記実施例2で作製したプラスミドpCEPdE2−MDTS9Cys2−FLAG又はプラスミドpCEPdE2−MDTS9Full−FLAG(あるいは、対照として、前記実施例1で作製したプラスミドpCEPdE2−FLAG)を、市販のトランスフェクション試薬(FuGENETM6 Transfection Reagent;ベーリンガー・マンハイム社製)を用いて、添付指示書に従い、血清培地[DMEM(GIBCO−BRL社)、10%牛胎児血清、100μg/mLペニシリン、100μg/mLストレプトマイシン、及び250μg/mL−G418(ナカライテスク社製)]で培養していたHEK293−EBNA細胞(インビトロジェン社製)に導入した。
プラスミド導入後、そのまま48時間培養する(以下、血清培養と称する)か、あるいは、前記プラスミド導入後、そのまま16時間培養し、PBSで2回洗浄した後に、無血清培地[DMEM(GIBCO−BRL社)、100μg/mLペニシリン、100μg/mLストレプトマイシン、250μg/mL−G418(ナカライテスク社製)]にて32時間培養した(以下、無血清培養と称する)。
前記血清培養又は無血清培養で得られた各培養液を、遠心分離器(8800型;久保田製作所社製)により遠心分離(3000rpm,10分間)することにより、培養上清を得た。また、前記培養液を除去した後に残った各細胞を、抽出液[20mmol/L−HEPES(pH7.4)、1%トリトンX−100、1%グリセロール、0.1%ウシ血清アルブミン(BSA)]にて15分間処理した後、ピペッティングにより細胞を培養プレートより剥離し、得られた細胞懸濁液を遠心分離器(8800型;久保田製作所社製)により遠心分離(3000rpm,10分間)することにより、細胞膜結合画分(上清)と細胞画分(沈澱)とに分画した。
得られた各画分(すなわち、培養上清、細胞膜結合画分、及び細胞画分)における目的タンパク質の発現は、C末端に付加したFLAGタグに対する抗体(マウス抗FLAGモノクローナル抗体M2;シグマ社製)を用いたウエスタンブロッティングで確認した。すなわち、前記の各画分を、2−MEを用いた還元条件下、SDS/10%〜20%アクリルアミドゲル(第一化学薬品社製)を用いて電気泳動した後、ブロッティング装置を用いてポリビニリデンジフルオリド(PVDF)膜に転写した。転写後のPVDF膜に、ブロッキング剤(ブロックエース;大日本製薬社製)を添加してブロッキングした後、前記マウス抗FLAGモノクローナル抗体M2と、西洋わさびパーオキシダーゼ標識ウサギ抗マウスIgGポリクローナル抗体(ザイメッド社製又はタゴ社製)とを、順次反応させた。あるいは、前記ブロッキングに続いて、ビオチン化M2抗体(シグマ社製)と、西洋わさびパーオキシダーゼ標識ストレプトアビジン(アマシャムファルマシアバイオテク社製)とを、順次反応させた。反応後、市販のウエスタンブロッティング検出システム(ECLウエスタンブロッティング検出システム;アマシャムファルマシアバイオテク社製)を用いて、目的タンパク質の発現を確認した。
プラスミドpCEPdE2−MDTS9Cys2−FLAGを導入した細胞を無血清培養することにより得られた各画分において検出されたタンパク質(すなわち、MDTS9短長タンパク質)のSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)における見かけ上の分子質量は、培養上清において約55〜65KDaであり、細胞膜結合画分において約55〜65KDaであり、細胞画分において80〜95KDaであった。一方、プラスミドpCEPdE2−MDTS9Full−FLAGを導入した細胞を無血清培養することにより得られた各画分において検出されたタンパク質(すなわち、MDTS9全長タンパク質)は、主として細胞膜結合画分及び細胞画分に検出され、そのSDS−PAGEにおける見かけ上の分子質量は、いずれも約130〜140KDaであった。
実施例4:MDTS9短長タンパク質のプロテアーゼ活性の確認
(1)プラスミドpCEPdE2−MDTS9Cys2E/Q−FLAGの構築
クィックチェンジ・サイトダイレクテド・ミュータジェネシス・キット(QuickChangeTM Site−Directed Mutagenesis Kit;ストラタジーン社製)を用い、添付の指示書に従って、活性中心と考えられるHis−Glu−Ser−Gly−His(配列番号22)のGlu(グルタミン酸)をGln(グルタミン)に置換した遺伝子MDTS9Cys2E/Qを含有するプラスミドpZErO−MDTS9Cys2E/Qを作製した。なお、鋳型としては、前記実施例2で作製したプラスミドpZErO−MDTS9Cys2を用い、プライマーセットとしては、配列番号13で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド及び配列番号14で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドを用いた。
得られたプラスミドpZErO−MDTS9Cys2E/Qを制限酵素SpeI及びNotIで切断して生成した約2.3kbpのDNA断片を、前記実施例1で構築したプラスミドpCEPdE2−FLAGのXbaI及びNotI部位に挿入することにより、プラスミドpCEPdE2−MDTS9Cys2E/Q−FLAGを得た。
(2)α−マクログロブリンとの複合体形成を指標としたプロテアーゼ活性の確認
前記実施例2で作製したプラスミドpCEPdE2−MDTS9Cys2−FLAG、又は前記実施例4(1)で作製したプラスミドpCEPdE2−MDTS9Cys2E/Q−FLAG(あるいは、対照として、前記実施例1で作製したプラスミドpCEPdE2−FLAG)でトランスフェクションした各細胞の血清培養の培養上清を、前記実施例3で示した手順と同様にして、2−MEを用いた還元条件下、SDS−PAGEし、PVDF膜に転写した。転写後のPVDF膜に、ブロッキング剤(ブロックエース;大日本製薬社製)を添加してブロッキングした後、ヤギ抗α−マクログロブリン抗体[セダーレーン(CEDARLANE)社製]と、西洋わさびパーオキシダーゼ標識ウサギ抗ヤギIgGポリクローナル抗体[ザイメッド(Zymed Laboratories)社製]とを、順次反応させた。反応後、市販のウエスタンブロッティング検出システム(ECLウエスタンブロッティング検出システム;アマシャムファルマシアバイオテク社製)を用いて、目的タンパク質の発現を確認した。
プラスミドpCEPdE2−MDTS9Cys2−FLAGでトランスフェクションした細胞由来の血清培養の培養上清では、プラスミドpCEPdE2−MDTS9Cys2E/Q−FLAG又はプラスミドpCEPdE2−FLAGでトランスフェクションした細胞由来の各血清培養の培養上清で検出されない約250KDaのバンドが検出された。この結果は、MDTS9短長タンパク質(MDTS9Cys2)がα−マクログロブリンと複合体を形成したことを示しており、従って、MDTS9短長タンパク質(MDTS9Cys2)にプロテアーゼ活性があることが確認された。
実施例5:MDTS9遺伝子の組織発現分布の確認
市販のcDNAパネル[Clontech社製のMultiple Tissue cDNA(MTCTM)Panelの内、Human MTC Panel I(カタログ番号:K1420−1)、Human MTC Panel II(カタログ番号:K1421−1)、Human Fetal MTC Panel(カタログ番号:K1425−1)、及びHuman Tumor MTC Panel(カタログ番号:K1422−1)]を用いて、MDTS9遺伝子の組織発現分布を以下の手順で解析した。
すなわち、配列番号15で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと配列番号16で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとの組み合わせをプライマーとし、前記cDNAパネルを鋳型として、DNAポリメラーゼ(TaKaRa LA TaqTM;宝酒造社製)を用いてPCRを行なった。前記PCRでは、最初に94℃(2分間)で熱変性を行なった後、98℃(10秒間)と68℃(1分30秒間)とからなるサイクルを44回繰り返した。続いて、反応液のアガロースゲル電気泳動を行ない、MDTS9遺伝子のmRNAに由来する約1.1kbpのDNA断片を検出した。その結果、MDTS9遺伝子のmRNAは、腎臓に発現していることが判明した。
実施例6:TGF−βによるMDTS9遺伝子の発現誘導
(1)鋳型cDNAの調製
6穴プレート(旭テクノグラス社製)に正常ヒト腎臓近位尿細管上皮細胞[クロネテクス(Clonetics)社製]を5×10個となるように撒き、腎上皮細胞培地キット(クロネテクス社製)で1日間培養した。無血清の腎上皮細胞培地に変換し、更に1日間培養した後、TGF−β1(シグマ社製)を終濃度10ng/mlとなるように添加した無血清の腎上皮細胞培地に交換し、24時間培養した。なお、対照群は、TGF−β1を添加していない無血清の腎上皮細胞培地に交換し、24時間培養した。
各処理群から、それぞれ、市販の総RNA精製試薬(ISOGEN;日本ジーン社製)を用いて総RNAを調製した。得られた総RNAをDNアーゼ(日本ジーン社製)を用いて、37℃で90分間反応させた。DNアーゼ処理した総RNA0.5μgをスーパースクリプト・ファーストストランドシステム(RT−PCR用)(GIBCO−BRL社製)を用いてcDNAに変換した。
(2)定量PCRによるMDTS9遺伝子のmRNAの定量
正常ヒト腎臓近位尿細管上皮細胞での発現変動解析は、前記実施例6(1)で調製したcDNAを鋳型として、シークエンスディテクター(Prism7700 Sequence Detector;アプライドバイオシステムズ社製)を用いて行なった。なお、プライマーセットとしては、配列番号17で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと、配列番号18で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとの組み合わせを使用した。また、PCRは、市販のPCR試薬(SYBR Green PCR core reagent;アプライド・バイオシステムズ社製)を用い、95℃(10分間)の初期変性反応を実施した後、94℃(15秒間)と60℃(30秒間)と72℃(60秒間)とからなるサイクル反応を40回繰り返すことにより実施した。
なお、内部標準としてヒトβアクチンの遺伝子発現量を算出するために、前記cDNAを鋳型とし、配列番号19で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと、配列番号20で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとの組み合わせをプライマーセットとし、同条件のPCRを行なった。また、mRNA発現量算出の標準曲線を得るために、前記実施例6(1)で調製したTGF−β1無刺激のヒト腎臓近位尿細管上皮細胞cDNAを鋳型とし、前記プライマーセット(すなわち、配列番号17で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと配列番号18で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとの組み合わせ、あるいは、配列番号19で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと配列番号20で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとの組み合わせ)を用いて同条件のPCRを行なった。一定量の総RNA当たりのMDTS9遺伝子のmRNAの発現量を得るため、各条件でのMDTS9遺伝子のmRNAの発現量は、各条件でのβアクチン遺伝子発現量に対する割合で示した。その結果、MDTS9遺伝子のmRNAは、TGF−β1により、約8倍に遺伝子発現誘導されることが判明した。
実施例7:ラット腎不全モデルにおけるMDTS9遺伝子の発現変動
(1)鋳型cDNAの調製
cDNAの調製は、ラット5/6腎摘モデル(木村健二郎,「腎と透析」1991臨時増刊号,431−439)の腎臓より調製した。5/6腎摘終了後、1週、2週、3週、4週、6週、8週、及び10週に、5/6腎摘ラット及び偽手術ラットを各々5匹ずつ解剖し、腎臓を摘出し、その後直ちに−80℃にて凍結保存した。これら各群の腎臓を液体窒素凍結下、細胞破砕機(クライオプレスCP−100;マイクロテック・ニチオン社製)を用いて破砕後、総RNA精製試薬(ISOGEN;日本ジーン社製)を用いて総RNAを調製した。抽出した総RNAをDNアーゼ(ニッポンジーン社製)を用い、37℃で90分間反応させた。DNアーゼ処理した総RNA0.25μgをスーパースクリプトIIファーストストランドシステム(RT−PCR用)(GIBCO−BRL社製)にてcDNAに変換した。
(2)定量PCRによるラットMDTS9カウンターパートのmRNAの定量
ラット腎不全モデルにおける腎臓での発現変動解析は、実施例7(1)で調製したcDNAを鋳型にして、シークエンスディテクター(Prism7700 Sequence Detector;アプライドバイオシステムズ社製)を用いて行なった。配列番号23で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと、配列番号24で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとを、プライマーセットとして用いた。PCRは、市販のPCR試薬[サイバーグリーンPCRコアリエージェント(SYBR Green PCR core reagent);アプライドバイオシステムズ社製)]を用い、95℃(10分間)の初期変性反応を実施した後、94℃(15秒間)と60℃(30秒間)と72℃(60秒間)とからなるサイクル反応を45回繰り返すことにより実施した。
また、内部標準としてヒトグリセルアルデヒド3−リン酸脱水素酵素(G3PDH)の遺伝子発現量を算出するため、前記cDNAを鋳型として、配列番号25で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと、配列番号26で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとを、プライマーセットとして同条件のPCRを行なった。更に、mRNA発現量算出に用いる標準曲線を得るために、ラットゲノムDNA(クロンテック社製)を鋳型として、前記プライマーセットを用いて同条件のPCRを行なった。各群における一定量の総RNA当たりのラットMDTS9遺伝子のmRNAの発現量を比較するため、各条件でのラットMDTS9遺伝子のmRNAの発現量は、各条件でのG3PDH遺伝子発現量に対する割合で示した。その結果、ラットMDTS9遺伝子のmRNAは、5/6腎摘モデルにおいて、偽手術ラットに比べ、術後1週で約5倍の遺伝子が発現しており、尿タンパク質量が顕著に増加する術後3週、正常腎重量と比べ著明に腎重量が増加し始める術後6週、更に病態が悪化する術後8週で、それぞれ、約2倍の遺伝子が発現していることが判明した。
本実施例により、腎不全モデルでは、MDTS9の遺伝子が発現誘導されることが明らかとなった。
実施例8:ヒト腎臓組織切片の免疫組織染色
(1)抗ヒトMDTS9抗体の作製
まず、実験解説書(岡田雅人及び宮崎香編,「改訂タンパク質実験ノート」上,羊土社,p.162−179)]に準じて、プラスミドpGEX−6P−1(アマシャムファルマシアバイオテク社製)を発現ベクターとして用い、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第280番〜第410番のアミノ酸からなるペプチドと、グルタチオンS−トランスフェラーゼ(GST)との融合タンパク質(GST−MDTS9A)を、大腸菌を用いて封入体画分に生産した。続いて、封入体画分について、調製用SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)を実施し、ゲルから拡散法によって目的のGST−MDTS9Aタンパク質を抽出した(岡田雅人及び宮崎香編,「改訂タンパク質実験ノート」下,羊土社,p.48−51)。
得られたGST−MDTS9Aタンパク質を、ウサギ(日本白色種)に10〜14日間隔で計5回免疫した後、抗血清を調製した。この抗血清より、まずIgG画分をプロテインGセファロースFFカラム(アマシャムファルマシアバイオテク社製)でアフィニティー精製し、続いて、配列番号2で表されるアミノ酸配列における第280番〜第410番のアミノ酸からなるペプチドと、マンノース結合タンパク質(MBP)との融合タンパク質(MBP−MDTS9A)を固定したカラム(MBP−MDTS9Aカラム)でアフィニティー精製を行ない、抗ヒトMDTS9抗体とした。プロテインGセファロースFFカラムでのアフィニティー精製、並びにCNBr活性化セファロースFFカラム(アマシャムファルマシアバイオテク社製)へのMBP−MDTS9Aの固定及びMBP−MDTS9Aカラムでのアフィニティー精製は、添付説明書に従った。また、MBP−MDTS9Aの大腸菌での生産及び精製は、pMAL−c2E(ニュー・イングランド・バイオラボ社製)を発現ベクターとして用い、同社の「pMAL蛋白融合及び精製システム」の指示書に従った。
(2)ヒト腎臓でのMDTS9タンパク質の検出
スライドガラス上にホルマリン固定及びパラフィン包埋した組織切片に、実施例8(1)で調製した抗ヒトMDTS9抗体を反応させた後、市販の染色キット(ベクタステインABC−APキット,カタログ番号AK−5000;ベクター社製)を用いて、添付説明書に従い、染色した。その際、二次抗体としてビオチン標識抗ウサギ抗体(カタログ番号BA−1000;ベクター社製)、発色基質としてアルカリフォスファターゼ基質キットI(カタログ番号SK−5100;ベクター社製)を用いた。その結果、健常人及び糖尿病性腎症(初期又は後期)患者の腎臓において、上皮細胞、中でも特に糸球体上皮細胞(podocytes)での染色が認められた。
本実施例から、MDTS9タンパク質がヒト腎臓で発現していることが明らかである。
産業上の利用可能性
本発明のポリペプチドは、TGF−βにより誘導され、細胞外マトリクスの代謝に関与する、腎臓に発現している新規プロテアーゼであるので、本発明のポリペプチドのプロテアーゼ活性を阻害する物質は、TGF−βの生理作用のうち、細胞外マトリクス成分の質的変化及び量的増加に係わる部分だけを抑制又は阻害する可能性が高く、長期投与が想定される慢性腎不全治療剤として有用である。すなわち、本発明のポリペプチドによれば、慢性腎不全治療剤の簡便なスクリーニング系を提供することができる。また、本発明のポリヌクレオチド、発現ベクター、細胞、及び抗体は、本発明のポリペプチドを製造するのに有用である。
配列表フリーテキスト
以下の配列表の数字見出し<223>には、「Artificial Sequence」の説明を記載する。具体的には、配列表の配列番号3及び4の配列で表される各塩基配列は、人工的に合成したリンカー配列である。また、配列表の配列番号5〜9及び12〜14の配列で表される各塩基配列は、人工的に合成したプライマー配列である。更に、配列表の配列番号21の配列で表されるアミノ酸配列は、制限酵素NotI認識ヌクレオチド配列及びFLAGタグアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含むDNAの発現により得られるアミノ酸配列である。
以上、本発明を特定の態様に沿って説明したが、当業者に自明の変形や改良は本発明の範囲に含まれる。
【配列表】

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Technical field
The present invention relates to novel proteases.
Background art
ADAMTS (A Disintegrin and Metalloprotease with Thrombospondin motif) is a group of molecules including a disintegrin-like domain, a metalloproteinase-like domain, and a thrombospondin type I repeat sequence (hereinafter referred to as TSP-1 repeat sequence). Reported nine human ADAMTS molecules.
Among the human ADAMTS molecules, in ADAMTS4 (aggrecanase-1) and ADAMTS11 (aggrecanase-2), the extracellular matrix aggrecan is located between the 373rd glutamic acid residue and the 374th alanine residue (Glu373-Ala374), Indicating the possibility of being a main enzyme in the degradation of cartilage extracellular matrix aggrecan in arthritis and osteoarthritis (Tortorella MD et al., Science). And Abbaszade {I. et al., J. Biol. Chem., 274, 23443-23450, 1999). ADAMTS2 (procollagen I N-proteinase) is an enzyme that cleaves and removes the N-terminal part of pro-type I collagen, is involved in the conversion of type I collagen from pro-form to mature form, and is important for collagen fiber formation. And a link between abnormalities of the gene and VIH type Ehlers-Danlos syndrome has been shown (Collig A. et al., Am. J. Hum. Genet., 65, 308-). 317, 1999).
That is, it has been shown that ADAMTS molecules are involved in metabolism such as degradation and maturation of extracellular matrices such as aggrecan and collagen.
On the other hand, chronic renal failure is a disease characterized by glomerular sclerosis and renal interstitial fibrosis, and qualitative changes and / or quantitative increases in extracellular matrix components are regarded as major pathogenesis and progression mechanisms. . In an experiment using a renal insufficiency disease model, gene transfer of decorin, a protein that specifically suppresses the action of transforming growth factor β (TGF-β) (Isaka, Y. et al., Nature, Med., 2, 418-423, 1996) ) And anti-TGF-β administration (Ziyadeh FN et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97, 8015-8020, 2000; Sharma @ K. et al., Diabetes, 45, 522-530. And Border WA et al., Nature, 346, 371-374, 1990) show that inhibiting or inhibiting the physiological function of TGF-β leads to the treatment of chronic renal failure. It is believed that.
However, under the current situation in which there is no satisfactory therapeutic agent for chronic renal failure, despite being expected, no TGF-β inhibitor has been put on the market to date.
Disclosure of the invention
Since TGF-β is a differentiation and growth factor exhibiting a wide variety of physiological functions, inhibiting all of the physiological functions of TGF-β is necessary from the viewpoint of side effects in the treatment of chronic renal failure in which long-term administration is assumed. It is a danger. It is desirable to suppress or inhibit only the part related to the qualitative change and quantitative increase of the extracellular matrix component in the physiological action of TGF-β.
An object of the present invention is to provide a novel protease, which is induced by TGF-β and is involved in extracellular matrix metabolism, which is useful as a screening tool for a therapeutic agent for chronic renal failure, and a novel polynucleotide encoding the same. It is in.
The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems. As a result, the human fetal kidney cDNA was composed of a sequence consisting of amino acids 1 to 1224 in the sequence represented by SEQ ID NO: 2, A polynucleotide encoding a novel protease consisting of 10 amino acid residues was found. Furthermore, the present inventors have found that the N-terminal partial fragment consisting of 750 amino acid residues of this novel protease also has sufficient protease activity. In addition, the protease is considered to be (1) a protease involved in the metabolism of extracellular matrix because it is classified as an ADAMTS protease, and (2) that it is actually expressed in human kidney. (3) Expression was induced by TGF-β in primary cultured kidney cells, and (4) the gene expression level was increased in renal failure model animals. Thus, the protease of the present invention is a polypeptide that causes renal failure. By screening for a substance that inhibits its protease activity using the polypeptide of the present invention, the physiological activity of TGF-β The present inventors have clarified that it is possible to screen a substance useful as a therapeutic agent for chronic renal failure, which suppresses or inhibits only a portion related to qualitative change and quantitative increase of extracellular matrix components, and completed the present invention.
That is, the present invention
[1] (1) a sequence consisting of amino acids 1 to 750 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, (2) a sequence consisting of amino acids 1 to 750 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 In the sequence consisting of amino acids, an amino acid sequence in which 1 to 10 amino acids have been deleted, substituted, and / or inserted, or (3) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 A polypeptide comprising an amino acid sequence in which 1 to 10 amino acids have been deleted, substituted, and / or inserted in a sequence consisting of amino acids, and which has protease activity;
[2] a polypeptide comprising a sequence consisting of the 1st to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and further exhibiting protease activity;
[3] (1) an amino acid sequence in which 1 to 10 amino acids have been deleted, substituted, and / or inserted in the sequence consisting of amino acids 1 to 750 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 Or (2) an amino acid sequence in which 1 to 10 amino acids have been deleted, substituted, and / or inserted in the sequence consisting of amino acids 1 to 1224 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 A polypeptide comprising protease activity;
[4] (1) homology with the sequence consisting of amino acids 1 to 750 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, or (2) the first homology in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 A polypeptide comprising an amino acid sequence having a homology of 90% or more with a sequence consisting of the amino acids Nos. 1224 and showing protease activity;
[5] (1) homology with the sequence consisting of amino acids 1 to 750 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, or (2) the first homology in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 A polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more homology with the sequence consisting of the amino acids Nos. 1224; and exhibiting protease activity;
[6] (1) consisting of the 1st to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, or (3) the 1st to 1224th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 A polypeptide consisting of:
[7] a polynucleotide encoding the polypeptide of [1] to [6];
[8] an expression vector comprising the polynucleotide of [7];
[9] a cell transfected with the expression vector according to [8];
[10] an antibody or a fragment thereof that binds to the polypeptide of [1] to [6];
[11] The method for producing the polypeptide according to [1] to [6], comprising culturing the cell according to [9] and recovering the polypeptide according to [1] to [6];
[12] (1) The polypeptide according to [1] to [6], and (2) α.2Contacting macroglobulin with (3) a test compound, and
The polypeptide and α2-A step of analyzing whether or not macroglobulin forms a complex that is not dissociated by SDS and / or a reducing agent
A method for detecting whether a test compound inhibits the protease activity of said polypeptide;
[13] a detection step according to the method of [12], and
Step of selecting a substance that inhibits protease activity
A method for screening for a substance that inhibits the protease activity of the polypeptide according to [1] to [6];
[14] A method for screening a substance for treating chronic renal failure by the method according to [13];
[15] a detection step according to the method of [12], and
Formulation process
A method for producing a pharmaceutical composition for treating chronic renal failure, comprising:
About.
As used herein, “protease activity” refers to α, a protease inhibitory protein present in serum.2-Means a property capable of forming a complex with macroglobulin which does not dissociate with sodium dodecyl sulfate (SDS) and / or a reducing agent.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[1] The polypeptide of the present invention
In the polypeptide of the present invention,
(1) a polypeptide comprising a sequence consisting of amino acids 1 to 750 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2;
(2) In one or more positions of the sequence consisting of the 1st to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, 1 to 10 amino acids as a whole are deleted, substituted, and / or A polypeptide comprising the inserted amino acid sequence and exhibiting protease activity (hereinafter referred to as a functionally equivalent variant);
(3) Homology with the sequence consisting of the 1st to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, or 1st to 1224th in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 A polypeptide containing an amino acid sequence having a homology of 90% or more with an amino acid sequence and exhibiting protease activity (hereinafter, referred to as a homologous polypeptide)
Is included.
The polypeptide of the present invention, “a polypeptide comprising a sequence consisting of the first to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2” is the first polypeptide in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. The polypeptide is not particularly limited as long as it contains a sequence consisting of the amino acids 750 to 750 and exhibits protease activity.
(1a) a polypeptide consisting of the 1st to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2;
(1b) having an amino acid sequence in which an appropriate marker sequence or the like has been added to the N-terminal and / or C-terminal of the sequence consisting of amino acids 1 to 750 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, And a fusion polypeptide exhibiting protease activity;
(1c) The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 at the C-terminus of the sequence consisting of the 1st to 750th amino acids, from the 751th to 1224th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 Or an amino acid sequence to which a sequence in which 1 to 473 amino acids have been deleted from the C-terminus has been added [that is, the C-terminus is any of amino acids 751 to 1224; The amino acid sequence represented by No. 2 or its C-terminal deletion sequence "];
(1d) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or a C-terminal deletion sequence thereof, which has an amino acid sequence to which an appropriate marker sequence or the like is further added at its N-terminal and / or C-terminal; Active fusion polypeptides
And so on.
In the present specification, a method for determining whether or not a certain polypeptide (hereinafter, referred to as a test polypeptide) exhibits “protease activity” (hereinafter, may be referred to as a “method for determining protease activity”) is as follows. "Α, a protease inhibitory protein present in serum2-Is not particularly limited as long as it can be determined whether or not it shows "a property capable of forming a complex with macroglobulin that is not dissociated by SDS and / or a reducing agent". The test polypeptide and α, a protease inhibitory protein present in serum2By contacting with macroglobulin and analyzing whether or not it forms a complex that does not dissociate with SDS and / or a reducing agent [eg, 2-mercaptoethanol (2-ME)]; Specifically, for example, it can be confirmed by the method described in Example 4.
α2-Macroglobulin is a protease inhibitory protein present in serum and is known to form a complex with many proteases. The formation of this complex is dependent on the protease activity, and the complex formed2-It is known that it is not dissociated by SDS or a reducing agent (for example, 2-ME) because it is an amide bond with macroglobulin (Feinman RD, et al., Ann. New York Acad. Sci., And Kuno {K. et al., J. Biol. Chem., 274, 18821-18826, 1999).
The polypeptide (1a), that is, the “polypeptide consisting of the 1st to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2” is a novel polypeptide consisting of 750 amino acid residues exhibiting protease activity. It is a protease. The polypeptide (1a) corresponds to a partial polypeptide of “a polypeptide consisting of the 1st to 1224th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2”.
As the marker sequence in the polypeptide of the present invention, for example, a sequence for easily confirming expression of the polypeptide, confirming intracellular localization, or purification and the like can be used. For example, a FLAG tag, Examples include a hexa-histidine tag, a hemagglutinin tag, or a myc epitope.
The functional equivalent variant of the present invention comprises 1 to 10, preferably 1 to 7, at one or more positions in the sequence consisting of amino acids 1 to 750 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. , More preferably 1 to 5 amino acids (for example, 1 to several amino acids), as long as the polypeptide contains a deleted, substituted, and / or inserted amino acid sequence and exhibits protease activity. And its origin is not limited to humans.
For example, it includes not only a human variant of the polypeptide consisting of amino acids 1 to 750 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, but also a non-human organism (eg, mouse, rat, hamster, Or canine-derived functional equivalent variants. Furthermore, based on a polynucleotide encoding those natural polypeptides (ie, a human-derived mutant or a functionally equivalent variant derived from a non-human organism), or represented by SEQ ID NO: 2 Polypeptides produced using polynucleotides that have been artificially modified by genetic engineering based on polynucleotides encoding polypeptides consisting of amino acids 1 to 750 in the amino acid sequence, and the like are included. As used herein, the term “variant” refers to an individual difference between identical polypeptides in the same species, or a difference between homologous polypeptides between several species.
Mutants in humans of the polypeptide consisting of amino acids 1 to 750 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or functionally equivalent variants derived from organisms other than humans can be obtained by those skilled in the art. Based on information on the nucleotide sequence of a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the 1st to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 (for example, the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1) , Can be obtained. Unless otherwise specified, the gene recombination technique may be carried out according to a known method (for example, Sambrook, J. et al., "Molecular Cloning-A Laboratory Manual", Cold Spring Harbor Laboratory, NY, 1989). It is possible.
For example, an appropriate primer or probe is designed based on information on the nucleotide sequence of a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of amino acids 1 to 750 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, and the primer Alternatively, a probe and a sample (eg, a total RNA or mRNA fraction, a cDNA library, or a phage library) derived from a target organism [eg, a mammal (eg, human, mouse, rat, hamster, or dog)] And a hybridization method using the polymerase chain reaction (PCR) method (Saiki, RK, et al., Science, 239, 487-491, 1988) to obtain a polynucleotide encoding the polypeptide, Expression of the polynucleotide using an appropriate expression system Was, expressed polypeptide, for example, by the method described in Example 4, by confirming that shows the protease activity can acquire the desired polypeptide.
In addition, the above-mentioned polypeptide which has been artificially modified by genetic engineering can be prepared by a conventional method, for example, site-specific mutagenesis (Mark, DF, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81, 5662-5666, 1984), and obtains a polynucleotide encoding the polypeptide, and expresses the polynucleotide using an appropriate expression system. The desired polypeptide can be obtained by confirming that it exhibits protease activity by the method described.
Functionally equivalent variants of the present invention include, for example,
(2a) In one or more positions of the sequence consisting of the 1st to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, 1 to 10 amino acids as a whole are deleted, substituted, and / or A polypeptide having an inserted amino acid sequence and exhibiting protease activity;
(2b) In one or more positions of the sequence consisting of the 1st to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, 1 to 10 amino acids as a whole are deleted, substituted, and / or A fusion polypeptide which has an amino acid sequence inserted and further added with an appropriate marker sequence or the like at the N-terminus and / or C-terminus thereof and further exhibits protease activity;
(2c) In one or a plurality of positions of the sequence consisting of the 1st to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, 1 to 10 amino acids as a whole are deleted, substituted, and / or A sequence consisting of amino acids 751 to 1224 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or a sequence in which 1 to 473 amino acids have been deleted from the C-terminus has been added to the C-terminal thereof. A polypeptide having the specified amino acid sequence and exhibiting protease activity;
(2d) 1 to 10 amino acids as a whole are deleted, substituted, and / or at one or more positions in the sequence consisting of the 1st to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 A sequence consisting of amino acids 751 to 1224 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or a sequence in which 1 to 473 amino acids have been deleted from the C-terminus has been added to the C-terminal thereof. A fusion polypeptide having an amino acid sequence to which an appropriate marker sequence or the like is further added at the N-terminus and / or C-terminus thereof, and exhibiting protease activity
And so on.
The homologous polypeptide of the present invention has homology to the sequence consisting of amino acids 1 to 750 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, or the first amino acid in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. Although it is not particularly limited as long as it contains an amino acid sequence having a homology of 90% or more with the sequence consisting of the amino acids Nos. With respect to the sequence consisting of the 1st to 750th amino acids in the amino acid sequence represented, or the sequence consisting of the 1st to 1224th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, preferably 95% or more , More preferably 98% or more, still more preferably 99% or more. As the homologous polypeptide of the present invention, homology with the sequence consisting of amino acids Nos. 1 to 750 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or the first amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 The amino acid sequence has a homology of 90% or more (more preferably 95% or more, further preferably 98% or more, particularly preferably 99% or more) with the sequence consisting of the amino acids Nos. 1224; Polypeptides that exhibit activity are more preferred.
The term “homology” in the present specification refers to a value obtained by BLAST (Basic local allocation search search tool; Altschul, SF et al., J. Mol. Biol., 215, 403-410, 1990). And the homology of the amino acid sequences can be determined using a BLAST search algorithm. Specifically, the bl2seq program of the BLAST package (sgi32-bit version, version 2.0.12; obtained from NCBI) (Tatiana A. Tatusova and Thomas @ L. Madden, FEMS @ Microbiol. Lett., 174, 247-250, 1999) And can be calculated according to the default parameters. The program name “blastp” is used as a pairwise alignment parameter, the Gap insertion Cost value is “0”, the Gap expansion Cost value is “0”, “SEG” is used as a query array filter, and “BLOSUM62” is used as a Matrix. Is used for each.
The polypeptide of the present invention has been described above. Examples of the polypeptide of the present invention include “a polypeptide consisting of the 1st to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2” and “SEQ ID NO: 2 A polypeptide consisting of the 1st to 1224th amino acids in the amino acid sequence represented by: ", one or more of the sequence consisting of the 1st to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 In each part, 1 to 10 (preferably 1 to 7, more preferably 1 to 5) amino acids are composed of an amino acid sequence in which deletion, substitution, insertion, and / or addition has been performed, and Or one or more of the sequence consisting of amino acids 1 to 1224 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. In each part, 1 to 10 (preferably 1 to 7, more preferably 1 to 5) amino acids are composed of an amino acid sequence in which deletion, substitution, insertion, and / or addition has been performed, and Is preferable, "a polypeptide consisting of the 1st to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2", or "a polypeptide having the first amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2". ~ A polypeptide consisting of the 1224th amino acid "is more preferred.
[2] The polynucleotide of the present invention
The polynucleotide of the present invention is not particularly limited as long as it is a polynucleotide encoding the polypeptide of the present invention. For example, bases 1 to 2250 in the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 And particularly preferably a polynucleotide consisting of the 1st to 2250th bases in the base sequence represented by SEQ ID NO: 1. Note that the term “polynucleotide” in the present specification includes both DNA and RNA.
The method for producing the polynucleotide of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include (1) a method using PCR, and (2) a conventional genetic engineering technique (that is, transformation using a cDNA library). A method of selecting a transformant containing a desired cDNA from the transformant), or (3) a chemical synthesis method. Hereinafter, each manufacturing method will be sequentially described.
In the method (1) using PCR, the polynucleotide of the present invention can be produced, for example, by the following procedure.
That is, mRNA is extracted from a human cell or tissue having the ability to produce the polypeptide of the present invention. Next, based on the nucleotide sequence of the polynucleotide encoding the polypeptide of the present invention, a pair of primer sets capable of sandwiching the full length of the mRNA corresponding to the polypeptide of the present invention, or a part of the mRNA set A pair of primer sets capable of sandwiching the region is prepared. By performing a reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) using the extracted mRNA as a template, a full-length cDNA of the polypeptide of the present invention or a part thereof can be obtained.
More specifically, first, total RNA including mRNA encoding the polypeptide of the present invention is extracted from cells or tissues capable of producing the polypeptide of the present invention by a known method. Examples of the extraction method include a guanidine thiocyanate hot phenol method, a guanidine thiocyanate-guanidine hydrochloride method, and a guanidine thiocyanate cesium chloride method.The guanidine thiocyanate cesium chloride method may be used. preferable. Cells or tissues capable of producing the polypeptide of the present invention include, for example, a Northern blotting method using a polynucleotide encoding the polypeptide of the present invention or a part thereof, or an antibody specific to the polypeptide of the present invention. Can be specified by a Western blotting method using
Subsequently, the extracted mRNA is purified. mRNA may be purified according to a conventional method. For example, mRNA can be purified by adsorbing it onto an oligo (dT) cellulose column and then eluting it. If desired, mRNA can be further fractionated by sucrose density gradient centrifugation or the like. In addition, even without extracting mRNA, commercially available extracted and purified mRNA can be used.
Next, the purified mRNA is subjected to a reverse transcriptase reaction in the presence of, for example, a random primer, an oligo dT primer, and / or a custom-synthesized primer to synthesize a first-strand cDNA. This synthesis can be performed by a conventional method. Using the obtained first-strand cDNA, PCR is carried out using two types of primers sandwiching the full length or a partial region of the target polynucleotide to amplify the target cDNA. The obtained DNA is fractionated by agarose gel electrophoresis or the like. If desired, the target DNA fragment can be obtained by cutting the DNA with a restriction enzyme or the like and connecting it.
In the method (2) using a conventional genetic engineering technique, the polynucleotide of the present invention can be produced, for example, by the following procedure.
First, a single-stranded cDNA is synthesized using reverse transcriptase with the mRNA prepared by the method using PCR as a template, and then a double-stranded cDNA is synthesized from the single-stranded cDNA. Examples of the method include an S1 nuclease method (Estratidis, A. et al., Cell, 7, 279-288, 1976) and a Land method (Land, H. et al., Nucleic Acids Res., 9, 2251-2266, 1981). , O. The Joon @ Yoo method (Yoo, OJ, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 79, 1049-1053, 1983), or the Okayama-Berg method (Okayama, H. and Berg, P., Mol. Cell. Biol., 2, 161-170, 1982).
Next, after preparing a recombinant plasmid containing the double-stranded cDNA, the recombinant plasmid is introduced into Escherichia coli (for example, DH5α strain, HB101 strain, or JM109 strain) for transformation, for example, against tetracycline, ampicillin, kanamycin, or the like. A recombinant is selected using drug resistance as an index. For example, when the host cell is Escherichia coli, the transformation of the host cell is performed by the method of Hanahan (Hanahan, DJ, Mol. Biol., 166, 557-580, 1983), that is, CaCl 22, MgCl2Alternatively, the method can be carried out by adding the recombinant DNA to competent cells prepared in the presence of RbCl. In addition, as a vector, a phage vector such as a lambda system can be used in addition to the plasmid.
Methods for selecting a transformant having the cDNA of interest from the transformants thus obtained include, for example, (i) a transformant screening method using a synthetic oligonucleotide probe, and (ii) PCR (Iii) a transformant screening method using an antibody against the polypeptide of the present invention, or (iv) a transformant screening method using a selective hybridization translation system. Can be adopted.
In the transformant screening method using the synthetic oligonucleotide probe of the above (i), for example, a transformant having the target cDNA can be selected by the following procedure.
That is, an oligonucleotide corresponding to all or a part of the polypeptide of the present invention is synthesized, and this is probed (32P or33(Labeled with P), the DNA of the transformed strain is hybridized with a denatured and fixed nitrocellulose filter or polyamide filter, and the resulting positive strain is searched for and selected. In the case of synthesizing an oligonucleotide for a probe, a nucleotide sequence derived using codon usage can be used, or a plurality of nucleotide sequences obtained by combining possible nucleotide sequences can be used. . In the latter case, the type can be reduced by including inosine.
In the transformant screening method using the probe prepared by PCR of the above (ii), a transformant having the target cDNA can be selected, for example, by the following procedure.
That is, oligonucleotides of sense primers and antisense primers corresponding to a part of the polypeptide of the present invention are synthesized, and PCR is performed by combining them to amplify a DNA fragment encoding all or a part of the target polypeptide. I do. As the template DNA used here, cDNA synthesized by reverse transcription reaction from mRNA of a cell producing the polypeptide of the present invention or genomic DNA can be used. The DNA fragment thus prepared is, for example,32P or33A transformant having the target cDNA is selected by labeling with P and performing colony hybridization or plaque hybridization using this as a probe.
In the method for screening a transformant using an antibody against the polypeptide of the present invention (iii), a transformant having the cDNA of interest can be selected, for example, by the following procedure.
That is, in advance, the cDNA is incorporated into an expression vector, the polypeptide is produced on the culture supernatant of the transformant, intracellularly, or on the cell surface, using an antibody against the polypeptide of the present invention and a secondary antibody against the antibody, A desired polypeptide-producing strain is detected, and a transformant having the cDNA of interest is selected.
In the transformant screening method using the selective hybridization / translation system (iv), a transformant having the cDNA of interest can be selected, for example, by the following procedure.
That is, cDNA obtained from the transformed strain is blotted on a nitrocellulose filter or the like, and mRNA separately prepared from cells having the ability to produce the polypeptide of the present invention is hybridized, and then the mRNA bound to the cDNA is dissociated. ,to recover. The recovered mRNA is injected into an appropriate polypeptide translation system, for example, Xenopus oocytes, or translated into a polypeptide using a cell-free system such as rabbit reticulocyte lysate or wheat germ. A transformant having the cDNA of interest is selected by detection using an antibody against the polypeptide of the present invention.
The method of collecting the polynucleotide of the present invention from the obtained transformant of interest is a known method (for example, Sambrook, J. et al., "Molecular Cloning-A Laboratory Manual", Cold Spring Harbor Laboratory, NY, 1989). Can be implemented according to For example, it can be carried out by separating a fraction corresponding to plasmid DNA from cells and cutting out a cDNA region from the obtained plasmid DNA.
In the method using the chemical synthesis method (3), for example, the polynucleotide of the present invention can be manufactured by binding DNA fragments manufactured by the chemical synthesis method. Each DNA can be synthesized using a DNA synthesizer [for example, Oligo 1000M DNA Synthesizer (manufactured by Beckman) or 394 DNA / RNA Synthesizer (manufactured by Applied Biosystems)].
In addition, the polynucleotide of the present invention can be prepared on the basis of information on the polypeptide of the present invention by a conventional method such as the phosphite triester method (Hunkapiller, M. et al., Nature, 10, 105-111, 1984). Alternatively, it can be produced by chemical synthesis of nucleic acids. The codon for the desired amino acid is known per se and may be arbitrarily selected. For example, it can be determined according to a conventional method in consideration of the frequency of codon usage of the host to be used (Crantham, R. et al., Nucleic Acids Res., 9, r43-r74, 1981). Further, partial modification of the codons of these nucleotide sequences can be performed by a site-specific mutagenesis method using a primer consisting of a synthetic oligonucleotide encoding the desired modification (Mark \ DF) according to a conventional method. Natl. Acad. Sci. USA, 81, 5662-5666, 1984) and the like.
Sequencing of DNA obtained by the various methods described so far can be performed, for example, by the Maxam-Gilbert chemical modification method (Maxam, AM and Gilbert, W., "Methods in Enzymology", 65, 499-559, 1980) and the dideoxynucleotide chain termination method (Messing, J. and Vieira, J., Gene, 19, 269-276, 1982).
[3] Expression vector and cell of the present invention
Eukaryotic or prokaryotic host cells can be transfected by reincorporating the isolated polynucleotide of the present invention into an appropriate vector DNA. In addition, by introducing an appropriate promoter and a sequence related to expression into these vectors, the polynucleotide can be expressed in each host cell.
The expression vector of the present invention is not particularly limited as long as it contains the polynucleotide of the present invention.For example, the polynucleotide of the present invention may be inserted into a known expression vector appropriately selected depending on the host cell used. Can be mentioned.
The cells of the present invention are also not particularly limited as long as they are transfected with the expression vector of the present invention and contain the polynucleotide of the present invention.For example, the polynucleotide of the present invention is transferred to the chromosome of a host cell. It can be an integrated cell or a cell containing an expression vector containing a polynucleotide according to the present invention. In addition, the cells may be cells expressing the polypeptide of the present invention, or cells not expressing the polypeptide of the present invention. The cell of the present invention can be obtained, for example, by transfecting a desired host cell with the expression vector of the present invention.
For example, eukaryotic host cells include cells such as vertebrates, insects, and yeast, and vertebrate cells include, for example, monkey COS cells (Gluzman, Y., Cell, 23, 175-182, 1981), a dihydrofolate reductase-deficient strain of Chinese hamster ovary cells (CHO) (Urlaub, G. and Chasin, LA, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77, 4216-4220, 1980), human embryonic kidney-derived HEK293 cells, and 293-EBNA cells (Invitrogen) obtained by introducing the EBNA-1 gene of Epstein-Barr virus into the HEK293 cells.
As a vertebrate cell expression vector, those having a promoter, an RNA splice site, a polyadenylation site, and a transcription termination sequence which are usually located upstream of the gene to be expressed can be used. It can have a replication origin. Examples of the expression vector include pSV2dhfr having an early promoter of SV40 (Subramani, S. et al., Mol. Cell. Biol., 1, 854-864, 1981) and pEF-BOS having a human elongation factor promoter. (Mizushima, S. and Nagata, S., Nucleic Acids Res., 18, 5322, 1990), or pCEP4 (Invitrogen) having a cytomegalovirus promoter.
When 293-EBNA cells are used as host cells, pCEP4 (Invitrogen) having an Epstein-Barr virus origin of replication and capable of self-propagation in 293-EBNA cells can be used as an expression vector.
When a COS cell is used as a host cell, it has an SV40 origin of replication as an expression vector, is capable of autonomous growth in COS cells, and further has a transcription promoter, a transcription termination signal, and an RNA splice site. For example, pME18S (Maruyama, K. and Takebe, Y., Med. Immunol., 20, 27-32, 1990), pEF-BOS (Mizushima, S. and Nagata, S., Nucleic) can be used. Acids @ Res., 18, 5322, 1990) or pCDM8 (Seed, B., Nature, 329, 840-842, 1987).
The expression vector is prepared, for example, by a DEAE-dextran method (Luthman, H. and Magnusson, G., Nucleic Acids Res., 11, 1295-1308, 1983), a calcium phosphate-DNA coprecipitation method (Graham, FL. van der Ed.AJ, Virology, 52, 456-457, 1973), commercially available transfection reagents (eg, FuGENE)TM6 Transfection Reagent; manufactured by Boeringer Mannheim, or an electric pulse perforation method (Neumann, E. et al., EMBO J., 1, 841-845, 1982), etc., can be taken into COS cells. .
Further, when CHO cells are used as host cells, a vector capable of expressing a neo gene functioning as a G418 resistance marker together with an expression vector containing a polynucleotide encoding the polypeptide of the present invention, for example, pRSVneo (Sambrook) J. et al., "Molecular Cloning-A Laboratory Manual", Cold Spring Harbor Laboratory, NY, 1989) or pSV2-neo (Southern, PJ and Berg, P., J. Mol. Appl. 327-341, 1982) and selecting G418-resistant colonies to obtain transfections that stably produce the polypeptide of the present invention. Cells can be obtained.
The cells of the present invention can be cultured according to a conventional method (for example, edited by The Biochemical Society of Japan, “New Chemistry Experiment Course 18 @ Cell Culture Technology”, Tokyo Kagaku Dojin, 1990). Peptides are produced. As a medium that can be used for the culture, various types of commonly used media can be appropriately selected depending on the host cell used. For example, in the case of COS cells, for example, a medium in which a serum component such as fetal bovine serum (FBS) is added to a medium such as RPMI-1640 medium or Dulbecco's modified Eagle's minimum essential medium (DMEM) as necessary is used. can do. In the case of 293-EBNA cells, a medium obtained by adding G418 to a medium such as Dulbecco's modified Eagle minimum essential medium (DMEM) to which serum components such as fetal bovine serum (FBS) are added can be used.
By culturing the cell of the present invention, the polypeptide of the present invention that can be produced outside the cell of the cell can be obtained by various known separation procedures using the physical properties, biochemical properties and the like of the polypeptide (for example, , Edited by Masato Okada and Kaoru Miyazaki, "Revised Protein Experiment Note, Above and Below", Youtosha, 1999). Specifically, a culture solution containing the polypeptide of the present invention is treated with, for example, a normal protein precipitant, ultrafiltration, various liquid chromatography [eg, molecular sieve chromatography (gel filtration), adsorption chromatography, The polypeptide of the present invention can be purified by ion exchange chromatography, affinity chromatography, high performance liquid chromatography (HPLC), or the like], or dialysis, or a combination thereof.
The expression of the polypeptide of the present invention can be easily confirmed or purified by fusing the polypeptide of the present invention with the marker sequence in frame. Examples of the marker sequence include a FLAG tag, a hexa-histidine tag, a hemagglutinin tag, and a myc epitope. Further, by inserting a specific amino acid sequence recognized by a protease (for example, enterokinase, factor Xa, or thrombin) between the marker sequence and the polypeptide of the present invention, the marker sequence portion can be replaced with these proteases. Can be cut and removed.
[4] Detection method and screening method of the present invention
Using the polypeptide of the present invention, it is possible to detect whether or not a test compound inhibits the protease activity of the polypeptide of the present invention. Further, by using the detection method of the present invention, it is possible to screen for a substance that inhibits the protease activity of the polypeptide of the present invention. Since the polypeptide of the present invention, MDTS9 (Metalloprotease and Disintegran with with Thrombospondin type-1 repeats-9), is considered to be an ADAMTS protease from its sequence, it is considered to be a protease involved in extracellular matrix metabolism. As shown in Examples 5 and 8 described below, it is a protein expressed in the kidney, and as shown in Example 6 described below, it is an ADAMTS protease induced by TGF-β. Therefore, the substance that inhibits the protease activity of the polypeptide of the present invention has a high possibility of suppressing or inhibiting only the portion related to the qualitative change and the quantitative increase of the extracellular matrix component in the physiological action of TGF-β. Useful as an active ingredient of a therapeutic agent for chronic renal failure which is expected to be administered for a long period of time, the polypeptide of the present invention itself, a substance inhibiting the protease activity of the polypeptide of the present invention, or a substance for treating chronic renal failure Can be used as a screening tool.
The test compound that can be subjected to the detection method or the screening method of the present invention is not particularly limited. For example, various known compounds (including peptides) registered in a chemical file, combinatorial chemistry techniques (Terrett, NK, et al., Tetrahedron, 51, 8135-8137, 1995) or a group of compounds obtained by conventional synthetic techniques, or the phage display method (Felici, F. et al., J. Mol. Biol. , 222, 301-310, 1991) can be used. The known compounds include, for example, compounds (including peptides) which are known to have protease inhibitory activity, but it is not known whether or not the polypeptide of the present invention inhibits the protease activity. In addition, culture supernatants of microorganisms, natural components derived from plants or marine organisms, or animal tissue extracts can also be used as test compounds for screening. Furthermore, a compound (including a peptide) obtained by chemically or biologically modifying a compound (including a peptide) selected by the screening method of the present invention can be used.
The detection method of the present invention,
(1) a polypeptide of the present invention and (2) α2Contacting macroglobulin with (3) a test compound, and
Polypeptide of the present invention and α2Analyzing whether or not macroglobulin forms a complex that does not dissociate with SDS and / or a reducing agent (eg, 2-ME)
including.
In the detection method of the present invention, the test polypeptide and α2-Instead of contacting with macroglobulin, the polypeptide of the invention and α2-Can be carried out in the same manner as in the above-mentioned method for determining protease activity, except that macroglobulin is brought into contact with a test compound. That is, in the detection method of the present invention, the polypeptide of the present invention, the polypeptide for a substrate, and a test compound are contacted, and in the presence of the test compound, the polypeptide of the present invention and α2The test compound inhibits the protease activity of the polypeptide of the invention by analyzing whether or not it forms a complex with macroglobulin that does not dissociate with SDS and / or a reducing agent (eg 2-ME) Detect whether to do. In the presence of a test compound, a polypeptide of the invention and α2If the macroglobulin does not form a complex that does not dissociate with SDS and / or a reducing agent (eg, 2-ME), or if the degree of formation is reduced, the test compound may It can be determined that the protease activity of the peptide is inhibited.
In the screening method of the present invention, the detection method of the present invention detects whether or not a test compound inhibits the protease activity of the polypeptide of the present invention. Based on the result, the protease activity of the polypeptide of the present invention is determined. Or a substance for treating chronic renal failure. More specifically, for example, the polypeptide of the present invention and α2Contacting a macroglobulin with a test compound, the polypeptide of the present invention and α in the presence of the test compound;2-A substance that inhibits the protease activity of the polypeptide of the present invention or a substance for treating chronic renal failure can be selected by using the presence or absence or the degree of formation of a complex with macroglobulin as an index. In the presence of a test compound, a polypeptide of the invention and α2If the macroglobulin does not form a complex that does not dissociate with SDS and / or a reducing agent (eg, 2-ME), or if the degree of formation is reduced, the test compound may The substance can be determined to be a substance that inhibits the protease activity of the peptide or a substance for treating chronic renal failure.
[5] Method for producing pharmaceutical composition for treating chronic renal failure of the present invention
The present invention includes a pharmaceutical composition for treating chronic renal failure, which comprises a substance that inhibits the protease activity of the polypeptide of the present invention, which is selected by the screening method of the present invention, as an active ingredient.
In a confirmation test of a quality standard of a pharmaceutical composition for treating chronic renal failure, the detection method of the present invention includes a step of detecting whether or not to inhibit the protease activity of the polypeptide of the present invention, and a formulation step, The present invention also includes a method for producing a pharmaceutical composition for treating renal failure.
Also, the present invention includes a method for producing a pharmaceutical composition for treating chronic renal failure, which comprises formulating a substance obtained by the screening method of the present invention including the detection step.
Formulations containing a substance that inhibits the protease activity of the polypeptide of the present invention as an active ingredient may be, depending on the type of the active ingredient, carriers, excipients, and / or other additives usually used for their formulation. Can be prepared.
Administration is, for example, oral administration such as tablets, pills, capsules, granules, fine granules, powders, or liquids for oral use, or injections such as intravenous injection or intramuscular injection, suppositories, transdermal administration Or parenteral administration by a transmucosal agent or the like. In particular, for peptides that are digested in the stomach, pharmaceutical preparations that do not undergo parenteral administration such as intravenous injection or digestion, for example, pharmaceutical preparations described in WO95 / 28963 are preferable.
In solid compositions for oral administration, one or more active substances and at least one inert diluent such as lactose, mannitol, glucose, microcrystalline cellulose, hydroxypropylcellulose, starch, polyvinylpyrrolidone, Alternatively, it can be mixed with magnesium metasilicate aluminate. The composition may contain additives other than an inert diluent, for example, a lubricant, a disintegrant, a stabilizer, or a solubilizing or solubilizing agent, according to a conventional method. The tablets or pills can be coated with a sugar coating or a film of a gastric or enteric substance, if necessary.
Liquid compositions for oral administration can include, for example, emulsions, solutions, suspensions, syrups, or elixirs; commonly used inert diluents, such as purified water or Ethanol can be included. The composition can contain additives other than inert diluents, for example, wetting agents, suspending agents, sweetening agents, flavoring agents, or preservatives.
Parenteral injections can include sterile aqueous or non-aqueous solutions, suspensions, or emulsions. The aqueous solution or suspension may contain, for example, distilled water for injection or physiological saline as a diluent. Examples of the diluent of the water-insoluble solution or suspension include propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oil (eg, olive oil), alcohols (eg, ethanol), polysorbate 80, and the like. The composition may further include a wetting agent, an emulsifying agent, a dispersing agent, a stabilizing agent, a solubilizing or solubilizing agent, or a preservative. The composition can be sterilized by, for example, filtration through a bacteria-retaining filter, blending of a bactericide, or irradiation. In addition, a sterile solid composition can be produced and dissolved in sterile water or another sterile injectable medium before use.
The dose can be appropriately determined in consideration of the strength of the activity of the active ingredient selected by the screening method, symptoms, age, sex, and the like of the administration subject.
For example, in the case of oral administration, the dose is usually about 0.01 to 1000 mg, preferably 0.01 to 100 mg per day for an adult (with a body weight of 60 kg). In the case of parenteral administration, the dosage is 0.01 to 1000 mg, preferably 0.01 to 100 mg per day in the form of injection.
[6] The antibody of the present invention or a fragment thereof
Antibodies that react with the polypeptide of the present invention (for example, polyclonal antibodies or monoclonal antibodies) can be obtained by directly administering the polypeptide of the present invention or a fragment thereof to various animals. Further, a DNA vaccine method (Raz, E., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 91, 9519-9523, 1994; or Donnelly) was carried out using a plasmid into which a polynucleotide encoding the polypeptide of the present invention was introduced. JJ et al., J. Infect. Dis., 173, 314-320, 1996).
The polyclonal antibody is, for example, an animal immunized with an emulsion obtained by emulsifying the polypeptide of the present invention or a fragment thereof in an appropriate adjuvant (for example, Freund's complete adjuvant) intraperitoneally, subcutaneously, or vein. (Eg, rabbits, rats, goats, chickens, etc.) or eggs. A polyclonal antibody can be separated and purified from the thus-produced serum or egg by a conventional polypeptide isolation and purification method. Examples of such separation and purification methods include centrifugation, dialysis, salting out with ammonium sulfate, and chromatography using DEAE-cellulose, hydroxyapatite, protein A agarose, or the like.
Monoclonal antibodies can be easily produced by those skilled in the art by, for example, the cell fusion method of Koehler and Milstein (Kohler, G. and Milstein, C., Nature, 256, 495-497, 1975).
In other words, the polypeptide of the present invention or a fragment thereof is emulsified in an appropriate adjuvant (for example, Freund's complete adjuvant) repeatedly inoculated intraperitoneally, subcutaneously, or intravenously several times into mice every few weeks. Immunize with After the final immunization, the spleen cells are removed and fused with myeloma cells to produce a hybridoma.
As a myeloma cell for obtaining a hybridoma, a myeloma cell having a marker such as hypoxanthine-guanine-phosphoribosyltransferase deficiency or thymidine kinase deficiency (for example, mouse myeloma cell line P3X63Ag8.U1) can be used. . Further, as the fusogenic agent, for example, polyethylene glycol can be used. Further, as a medium for producing a hybridoma, for example, 10 to 30% of fetal bovine serum is appropriately added to a commonly used medium such as Eagle's minimum essential medium, Dulbecco's modified minimum essential medium, or RPMI-1640. In addition, it can be used. Fusion strains can be selected by the HAT selection method. Hybridoma screening is performed by using well-known methods such as ELISA method or immunohistochemical staining method using the culture supernatant, and a hybridoma clone secreting the desired antibody can be selected. Further, by repeating subcloning by the limiting dilution method, it is possible to guarantee the monoclonality of the hybridoma. The hybridoma thus obtained produces a purifiable amount of antibody by culturing it in the medium for 2 to 4 days or in the abdominal cavity of BALB / c mouse pretreated with pristane for 10 to 20 days. can do.
The monoclonal antibody thus produced can be separated and purified from the culture supernatant or ascites by a conventional polypeptide isolation and purification method. Examples of such separation and purification methods include centrifugation, dialysis, salting out with ammonium sulfate, and chromatography using DEAE-cellulose, hydroxyapatite, protein A agarose, or the like.
In addition, the antibody fragment containing the monoclonal antibody or a part thereof is obtained by incorporating all or a part of the gene encoding the monoclonal antibody into an expression vector and introducing the gene into an appropriate host cell (eg, Escherichia coli, yeast, or animal cell). It can also be produced.
The antibodies (including polyclonal antibodies and monoclonal antibodies) separated and purified as described above are digested with a polypeptide-degrading enzyme (for example, pepsin or papain) by a conventional method, and subsequently, the polypeptide is isolated by a conventional method. An antibody fragment containing a part of an active antibody, for example, F (ab ')2, Fab, Fab ', or Fv.
Furthermore, an antibody reactive with the polypeptide of the present invention can be prepared by the method of Clackson et al. Or the method of Zebede et al. (Clackson, T. et al., Nature, 352, 624-628, 1991; or Zebedee, S. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 89, 3175-3179, 1992) can be obtained as a single chain Fv or Fab. It is also possible to obtain a human antibody by immunizing a transgenic mouse (Lonberg, N. et al., Nature, 368, 856-859, 1994) in which the mouse antibody gene is replaced with a human antibody gene.
Example
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but these do not limit the scope of the present invention. In addition, unless otherwise indicated, it carried out according to a well-known method (for example, Sambrook, J., et al., "Molecular Cloning-A Laboratory Manual", Cold Spring Harbor Laboratory, NY, 1989).
Example 1: Preparation of C-terminal FLAG addition type expression vector
Plasmid pCEP4 (manufactured by Invitrogen) was cut with restriction enzymes ClaI and NsiI, blunt-ended, and then self-ligated to prepare an expression vector pCEP4d from which the EBNA1 expression unit derived from Epstein-Barr virus was removed. . After cutting the obtained expression vector pCEP4d with restriction enzymes NheI and BamHI, an agarose gel-extracted DNA fragment of about 7.7 kbp was added to an oligonucleotide having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3. An expression vector pCEP4d-FLAG was prepared by inserting a double-stranded oligonucleotide obtained by annealing the oligonucleotide having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 4. The nucleotide sequence confirmed that the obtained expression vector had the target sequence.
Using the resulting expression vector pCEP4d-FLAG as a template, a combination of an oligonucleotide consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 5 and an oligonucleotide consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 6 as a primer was used as a pyrovest (PyroBest).TM) PCR was performed using DNA polymerase (Takara Shuzo). In the PCR, a cycle consisting of 94 ° C. (30 seconds), 55 ° C. (30 seconds), and 72 ° C. (30 seconds) is repeated 15 times after first performing thermal denaturation at 94 ° C. (2 minutes). An extension reaction was performed at 72 ° C. (7 minutes). After the DNA fragment of about 0.4 kbp generated by the PCR is digested with the restriction enzyme SpeI, the DNA fragment is inserted into pCEP4d-FLAG (about 7.7 Kbp) digested with the restriction enzyme XbaI, thereby obtaining the expression vector pCEPdE2. -FLAG was created. In the obtained expression vector pCEPdE2-FLAG, the XbaI recognition sequence, the NheI recognition sequence, the NotI recognition sequence, the BamHI recognition sequence, and the FLAG tag, which are cloning sites, are arranged in this order downstream from the promoter.
Example 2: Cloning of full-length ORF gene of novel protease gene MDTS9
An oligonucleotide consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 7 (a SpeI recognition sequence and a Kozak sequence are added to the 5 ′ side) and an oligonucleotide consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 8 (NotI: A human fetal kidney cDNA (Marathon-Ready)TMDNA polymerase (TaKaRa LA Taq) using cDNA (manufactured by Clontech) as a template.TMPCR was performed using Takara Shuzo Co., Ltd.). In the PCR, a cycle consisting of 98 ° C. (10 seconds) and 68 ° C. (2 minutes 30 seconds) is repeated 40 times after heat denaturation at 94 ° C. (2 minutes), and finally at 68 ° C. (7 minutes). Min) extension reaction. A DNA fragment of about 2.2 kbp (a SpeI recognition sequence and a Kozak sequence were added to the 5 ′ side and a NotI recognition sequence was added to the 3 ′ side) generated by the PCR was converted to a plasmid PCR2.1 (manufactured by Invitrogen). ) To obtain clone pMDTS9Cys1.
The obtained plasmid pMDTS9Cys1 was digested with restriction enzymes SpeI and NotI, and a DNA fragment of about 2.2 kbp was inserted into the XbaI site and NotI site of pCEPdE2-FLAG constructed in Example 1 to obtain plasmid pCEPdE2. -MDTS9Cys1-FLAG was constructed.
A combination of an oligonucleotide consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 9 (with a SpeI recognition sequence and a Kozak sequence added to the 5 ′ side) and an oligonucleotide consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 10 was used as a primer. , Human fetal kidney cDNA (Marathon-Ready)TMDNA polymerase (TaKaRa LA Taq) using cDNA (manufactured by Clontech) as a template.TMPCR was performed using Takara Shuzo Co., Ltd.). In the PCR, after first performing thermal denaturation at 94 ° C. (2 minutes), a cycle consisting of 98 ° C. (10 seconds) and 68 ° C. (30 seconds) is repeated 45 times, and finally 68 ° C. (7 minutes) Was performed. A DNA fragment of about 0.2 kbp (with a SpeI recognition sequence and a Kozak sequence added to the 5 ′ side) generated by the PCR was subcloned into a plasmid PCR2.1 (manufactured by Invitrogen) to obtain a clone pMDTS9 ( 5S2-12) was obtained.
The obtained plasmid pMDTS9 (5S2-12) was digested with restriction enzymes SpeI and NcoI to generate an approximately 0.2 kbp SpeI-NcoI DNA fragment A, and the previously obtained plasmid pMDTS9Cys1 was digested with restriction enzymes NcoI and NotI. The thus-produced NcoI-NotIΔDNA fragment B of about 2.0 kbp was inserted into the XbaI and NotI sites of pCEPdE2-FLAG constructed in Example 1 to construct a plasmid pCEPdE2-MDTS9Cys2-FLAG. Similarly, the plasmid pZErO-MDTS9Cys2 was constructed by inserting the DNA fragment A and the DNA fragment B into the SpeI and NotI sites of the plasmid pZErO-2 (Invitrogen).
Using, as a primer, a combination of the oligonucleotide having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 11 and the oligonucleotide having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 12, a human fetal kidney cDNA (Marathon-Ready)TMDNA polymerase (TaKaRa LA Taq) using cDNA (manufactured by Clontech) as a template.TMPCR was performed using Takara Shuzo Co., Ltd.). In the PCR, a cycle consisting of 98 ° C. (10 seconds) and 68 ° C. (2 minutes 30 seconds) is repeated 40 times after heat denaturation at 94 ° C. (2 minutes), and finally at 68 ° C. (7 minutes). Min) extension reaction. The DNA fragment of about 2.1 kbp generated by the PCR was subcloned into plasmid PCR2.1 (manufactured by Invitrogen) to obtain clone pMDTS9-3H.
A DNA fragment of about 2.1 kbp produced by cutting the obtained plasmid pMDTS9-3H with restriction enzymes SphI and NotI and the plasmid pCEPdE2-MDTS9Cys2-FLAG obtained by cutting the obtained plasmid pCEPdE2-MDTS9Cys2-FLAG with restriction enzymes SphI and NotI. The resulting plasmid was ligated with the approximately 9.3 kbp DNA fragment to construct a plasmid pCEPdE2-MDTS9Full-FLAG.
This plasmid pCEPdE2-MDTS9 Full-FLAG contains a gene consisting of the 1st to 3672nd bases in the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 of the novel protease gene MDTS9, and has the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 A polypeptide having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 21 added to the C-terminal of the sequence consisting of the 1st to 1224th amino acids can be expressed using animal cells as a host.
In addition, the plasmid pCEPdE2-MDTS9Cys2-FLAG obtained above contains a gene consisting of the 1st to 2250th nucleotides in the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 of the novel protease gene MDTS9. A polypeptide having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 21 added to the C-terminal of the sequence consisting of the 1st to 750th amino acids in the represented amino acid sequence can be expressed using an animal cell as a host. . The polypeptide having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 is considered to be ADAMTS protease.
Example 3: Expression of MDTS9 short length protein (MDTS9Cys2) and MDTS9 full length protein (MDTS9Full)
Plasmid pCEPdE2-MDTS9Cys2-FLAG or plasmid pCEPdE2-MDTS9Full-FLAG prepared in Example 2 (or, as a control, plasmid pCEPdE2-FLAG prepared in Example 1) was used as a commercial transfection reagent (FuGENE).TMSerum medium [DMEM (GIBCO-BRL), 10% fetal calf serum, 100 µg / mL penicillin, 100 µg / mL streptomycin, and 250 µg / mL using 6 Transfection Reagent (manufactured by Boehringer Mannheim) according to the attached instructions. -G418 (manufactured by Nacalai Tesque)]] into HEK293-EBNA cells (manufactured by Invitrogen).
After the introduction of the plasmid, the cells are cultured for 48 hours (hereinafter referred to as serum culture). Alternatively, after the introduction of the plasmid, the cells are cultured for 16 hours, washed twice with PBS, and then subjected to a serum-free medium [DMEM (GIBCO-BRL). ), 100 μg / mL penicillin, 100 μg / mL streptomycin, 250 μg / mL-G418 (manufactured by Nacalai Tesque)] for 32 hours (hereinafter referred to as serum-free culture).
Each culture solution obtained by the serum culture or the serum-free culture was centrifuged (3000 rpm, 10 minutes) using a centrifuge (Model 8800; manufactured by Kubota Seisakusho) to obtain a culture supernatant. Each cell remaining after removing the culture solution was extracted with an extract [20 mmol / L-HEPES (pH 7.4), 1% Triton X-100, 1% glycerol, 0.1% bovine serum albumin (BSA). ], The cells are detached from the culture plate by pipetting, and the obtained cell suspension is centrifuged (3000 rpm, 10 minutes) using a centrifuge (Model 8800; manufactured by Kubota Seisakusho). Thereby, it was fractionated into a cell membrane-bound fraction (supernatant) and a cell fraction (precipitate).
The expression of the target protein in each of the obtained fractions (that is, the culture supernatant, the cell membrane-bound fraction, and the cell fraction) was determined by an antibody against a FLAG tag added to the C-terminus (mouse anti-FLAG monoclonal antibody M2; manufactured by Sigma) ) Was confirmed by Western blotting. That is, each of the above fractions was subjected to electrophoresis using SDS / 10% to 20% acrylamide gel (manufactured by Daiichi Kagaku) under reducing conditions using 2-ME, and then subjected to poly blotting using a blotting apparatus. Transferred to vinylidene difluoride (PVDF) membrane. After blocking was performed by adding a blocking agent (Block Ace; manufactured by Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.) to the PVDF membrane after transfer, the mouse anti-FLAG monoclonal antibody M2 and a horseradish peroxidase-labeled rabbit anti-mouse IgG polyclonal antibody (Zymed) Or Tago Co., Ltd.). Alternatively, following the blocking, a biotinylated M2 antibody (manufactured by Sigma) and a horseradish peroxidase-labeled streptavidin (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech) were sequentially reacted. After the reaction, the expression of the target protein was confirmed using a commercially available western blotting detection system (ECL western blotting detection system; manufactured by Amersham Pharmacia Biotech).
In SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) of a protein (i.e., MDTS9 short-length protein) detected in each fraction obtained by serum-free culturing of cells into which plasmid pCEPdE2-MDTS9Cys2-FLAG was introduced. The apparent molecular mass was about 55-65 KDa in the culture supernatant, about 55-65 KDa in the cell membrane bound fraction, and 80-95 KDa in the cell fraction. On the other hand, proteins detected in each fraction obtained by serum-free culturing of cells into which the plasmid pCEPdE2-MDTS9 Full-FLAG was introduced (i.e., MDTS9 full-length protein) are mainly detected in the cell membrane-bound fraction and the cell fraction. The apparent molecular mass in SDS-PAGE was about 130 to 140 KDa.
Example 4: Confirmation of protease activity of MDTS9 short protein
(1) Construction of plasmid pCEPdE2-MDTS9Cys2E / Q-FLAG
Quick Change Site Directed Mutagenesis Kit (QuickChangeTMUsing Site-Directed Mutagenesis Kit (manufactured by Stratagene), Glu (glutamic acid) of His-Glu-Ser-Gly-His (SEQ ID NO: 22), which is considered to be the active center, to Gln (glutamine) according to the attached instructions. A plasmid pZErO-MDTS9Cys2E / Q containing the replaced gene MDTS9Cys2E / Q was prepared. In addition, as a template, the plasmid pZErO-MDTS9Cys2 prepared in Example 2 was used, and as a primer set, an oligonucleotide having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 13 and a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 14 were used. Oligonucleotides were used.
The obtained plasmid pZErO-MDTS9Cys2E / Q is digested with restriction enzymes SpeI and NotI, and a DNA fragment of about 2.3 kbp is inserted into the XbaI and NotI sites of the plasmid pCEPdE2-FLAG constructed in Example 1 above. As a result, a plasmid pCEPdE2-MDTS9Cys2E / Q-FLAG was obtained.
(2) α2-Confirmation of protease activity based on complex formation with macroglobulin
Plasmid pCEPdE2-MDTS9Cys2-FLAG prepared in Example 2 or plasmid pCEPdE2-MDTS9Cys2E / Q-FLAG prepared in Example 4 (1) (or plasmid pCEPdE2-FLAG prepared in Example 1 as a control) ) Was subjected to SDS-PAGE under reducing conditions using 2-ME and transferred to a PVDF membrane in the same manner as described in Example 3 above. A blocking agent (Block Ace; manufactured by Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.) was added to the PVDF membrane after the transfer to block the goat anti-α.2-A macroglobulin antibody (manufactured by CEDARLANE) and a horseradish peroxidase-labeled rabbit anti-goat IgG polyclonal antibody (manufactured by Zymed Laboratories) were sequentially reacted. After the reaction, the expression of the target protein was confirmed using a commercially available western blotting detection system (ECL western blotting detection system; manufactured by Amersham Pharmacia Biotech).
In the culture supernatant of the serum culture derived from the cells transfected with the plasmid pCEPdE2-MDTS9Cys2-FLAG, it was detected in the culture supernatant of each serum culture derived from the cells transfected with the plasmid pCEPdE2-MDTS9Cys2E / Q-FLAG or the plasmid pCEPdE2-FLAG. An unapplied band of about 250 KDa was detected. This result indicates that the MDTS9 short protein (MDTS9Cys2)2-A complex was formed with macroglobulin, thus confirming that MDTS9 short protein (MDTS9Cys2) has protease activity.
Example 5: Confirmation of tissue expression distribution of MDTS9 gene
A commercially available cDNA panel [Multiple Tissue cDNA (MTC manufactured by Clontech)TM) Among the Panels, Human MTC Panel I (catalog number: K14220-1), Human MTC Panel II (catalog number: K1421-1), Human Fetal MTC Panel (catalog number: K1425-1), and Human Tumor MTC Panel ( Using the catalog number: K1422-1)], the tissue expression distribution of the MDTS9 gene was analyzed according to the following procedure.
That is, a DNA polymerase (TaKaRa @ LA @ Taq) was obtained by using a combination of an oligonucleotide consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 15 and an oligonucleotide consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 16 as a primer, and using the cDNA panel as a template.TMPCR was performed using Takara Shuzo Co., Ltd.). In the PCR, first, thermal denaturation was performed at 94 ° C. (2 minutes), and then a cycle consisting of 98 ° C. (10 seconds) and 68 ° C. (1 minute 30 seconds) was repeated 44 times. Subsequently, the reaction solution was subjected to agarose gel electrophoresis, and a DNA fragment of about 1.1 kbp derived from the mRNA of the MDTS9 gene was detected. As a result, it was found that the mRNA of the MDTS9 gene was expressed in the kidney.
Example 6: Induction of MDTS9 gene expression by TGF-β
(1) Preparation of template cDNA
Normal human kidney proximal tubule epithelial cells [Clonetics] 5 × 10 6-well plate (Asahi Techno Glass)5And cultured for 1 day using a renal epithelial cell culture medium kit (manufactured by Kronetex). After converting to a serum-free renal epithelial cell medium and further culturing for one day, the medium was replaced with a serum-free renal epithelial cell medium to which TGF-β1 (manufactured by Sigma) was added to a final concentration of 10 ng / ml. Cultured for hours. The control group was replaced with a serum-free renal epithelial cell medium to which TGF-β1 was not added, and cultured for 24 hours.
Total RNA was prepared from each treatment group using a commercially available total RNA purification reagent (ISOGEN; manufactured by Nippon Gene). The obtained total RNA was reacted at 37 ° C. for 90 minutes using DNase (manufactured by Nippon Gene). 0.5 μg of the total RNA treated with DNase was converted to cDNA using Superscript First Strand System (for RT-PCR) (GIBCO-BRL).
(2) Quantification of mRNA of MDTS9 gene by quantitative PCR
The expression fluctuation analysis in normal human renal proximal tubular epithelial cells was performed using the cDNA prepared in Example 6 (1) as a template and a sequence detector (Prism7700 / Sequence / Detector; manufactured by Applied Biosystems). As the primer set, a combination of an oligonucleotide having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 17 and an oligonucleotide having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 18 was used. The PCR was performed using a commercially available PCR reagent (SYBR Green PCR core reagent; manufactured by Applied Biosystems), followed by an initial denaturation reaction at 95 ° C (10 minutes), followed by 94 ° C (15 seconds) and 60 ° C. (30 seconds) and a cycle reaction consisting of 72 ° C. (60 seconds) were repeated 40 times.
In addition, in order to calculate the gene expression level of human β-actin as an internal standard, the cDNA was used as a template, and was composed of an oligonucleotide having a base sequence represented by SEQ ID NO: 19 and a base sequence represented by SEQ ID NO: 20 Using the combination with the oligonucleotide as a primer set, PCR was performed under the same conditions. Further, in order to obtain a standard curve for calculating the mRNA expression level, the primer set (that is, the sequence of the primer set (that is, the sequence) was prepared using the TGF-β1 unstimulated human kidney proximal tubular epithelial cell cDNA prepared in Example 6 (1) as a template. A combination of an oligonucleotide consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 17 and an oligonucleotide consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 18, or an oligonucleotide consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 19 and SEQ ID NO: 20; PCR in combination with an oligonucleotide consisting of the represented base sequence) under the same conditions. In order to obtain the expression amount of the MDTS9 gene mRNA per a certain amount of total RNA, the expression amount of the MDTS9 gene mRNA under each condition was shown as a ratio to the β-actin gene expression amount under each condition. As a result, it was found that the mRNA expression of the MDTS9 gene mRNA was approximately 8-fold induced by TGF-β1.
Example 7: MDTS9 gene expression variation in rat renal failure model
(1) Preparation of template cDNA
cDNA was prepared from the kidney of a rat 5/6 nephrectomy model (Kenjiro Kimura, “Kidney and Dialysis”, 1991 extra edition, 431-439). After completion of 5/6 nephrectomy, 5/6 nephrectomized rats and sham-operated rats were each dissected at 1 week, 2 weeks, 3 weeks, 4 weeks, 6 weeks, 8 weeks, and 10 weeks. Was immediately excised and immediately frozen and stored at -80 ° C. The kidneys of each group were crushed using a cell crusher (Cryopress CP-100; manufactured by Microtech Nichion) under liquid nitrogen freezing, and then totalized using a total RNA purification reagent (ISOGEN; manufactured by Nippon Gene). RNA was prepared. The extracted total RNA was reacted at 37 ° C. for 90 minutes using DNase (Nippon Gene). 0.25 μg of the total RNA treated with DNase was converted to cDNA by Superscript II First Strand System (for RT-PCR) (GIBCO-BRL).
(2) Quantification of mRNA of rat MDTS9 counterpart by quantitative PCR
The expression fluctuation analysis in the kidney in a rat renal failure model was performed using the cDNA prepared in Example 7 (1) as a template and a sequence detector (Prism 7700 \ Sequence \ Detector; manufactured by Applied Biosystems). An oligonucleotide consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 23 and an oligonucleotide consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 24 were used as a primer set. The PCR was performed using a commercially available PCR reagent [Cyber Green PCR Core Reagent (manufactured by Applied Biosystems)], followed by an initial denaturation reaction at 95 ° C (10 minutes), followed by 94 ° C (15 minutes). ), 60 ° C (30 seconds) and 72 ° C (60 seconds) were repeated 45 times.
Further, in order to calculate the gene expression level of human glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (G3PDH) as an internal standard, an oligonucleotide consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 25, PCR under the same conditions was performed using an oligonucleotide having the nucleotide sequence represented by No. 26 as a primer set. Furthermore, in order to obtain a standard curve used for calculating the mRNA expression amount, PCR was performed under the same conditions using rat genomic DNA (manufactured by Clontech) as a template and the primer set. In order to compare the expression level of rat MDTS9 gene mRNA with respect to a certain amount of total RNA in each group, the expression level of rat MDTS9 gene mRNA under each condition was shown as a ratio to the G3PDH gene expression amount under each condition. . As a result, in the 5/6 nephrectomy model, the rat MDTS9 gene mRNA was expressed about 5 times as much as the sham-operated rat one week after the operation, and the amount of urinary protein significantly increased after the operation. At 3 weeks, 6 weeks after the operation when the kidney weight began to increase remarkably compared with the normal kidney weight, and at 8 weeks after the operation when the disease state worsened, it was found that about twice as many genes were expressed, respectively.
This example revealed that the expression of the MDTS9 gene was induced in the renal failure model.
Example 8: Immunohistological staining of human kidney tissue section
(1) Preparation of anti-human MDTS9 antibody
First, plasmid pGEX-6P-1 (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech) was prepared according to the experimental manual (edited by Masato Okada and Kaoru Miyazaki, “Revised Protein Experiment Note”, Yodosha, p. 162-179)]. Using an expression vector, a fusion protein (GST-MDTS9A) of a peptide consisting of amino acids 280 to 410 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 with glutathione S-transferase (GST) was used in Escherichia coli. To produce the inclusion body fraction. Subsequently, the inclusion body fraction was subjected to preparative SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE), and the target GST-MDTS9A protein was extracted from the gel by a diffusion method (Masato Okada and Kaoru Miyazaki, edited protein revision). Experimental notebook ", Yodosha, pp. 48-51).
Rabbits (Japanese white species) were immunized with the obtained GST-MDTS9A protein 5 times at intervals of 10 to 14 days, and then an antiserum was prepared. From this antiserum, the IgG fraction was first affinity-purified on a Protein G Sepharose FF column (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech), and then, from the amino acids 280 to 410 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. Affinity purification was performed on a column (MBP-MDTS9A column) on which a fusion protein (MBP-MDTS9A) of the resulting peptide and mannose-binding protein (MBP) was immobilized to obtain an anti-human MDTS9 antibody. Affinity purification on a Protein G Sepharose FF column, immobilization of MBP-MDTS9A on a CNBr-activated Sepharose FF column (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech), and affinity purification on an MBP-MDTS9A column were performed according to the attached instructions. The production and purification of MBP-MDTS9A in E. coli was performed using pMAL-c2E (manufactured by New England Biolabs) as an expression vector and following the instructions of the company's "pMAL protein fusion and purification system".
(2) Detection of MDTS9 protein in human kidney
After reacting the anti-human MDTS9 antibody prepared in Example 8 (1) with formalin-fixed and paraffin-embedded tissue sections on a slide glass, a commercially available staining kit (Vectastain ABC-AP kit, catalog number AK- 5000; manufactured by Vector) according to the attached instructions. At that time, a biotin-labeled anti-rabbit antibody (catalog number BA-1000; manufactured by Vector) was used as a secondary antibody, and an alkaline phosphatase substrate kit I (catalog number SK-5100; manufactured by Vector) was used as a chromogenic substrate. As a result, staining of epithelial cells, particularly glomerular epithelial cells (podocytes), was observed in the kidneys of healthy individuals and diabetic nephropathy (early or late stage).
This example clearly shows that the MDTS9 protein is expressed in human kidney.
Industrial applicability
Since the polypeptide of the present invention is a novel protease expressed in kidney induced by TGF-β and involved in extracellular matrix metabolism, the substance that inhibits the protease activity of the polypeptide of the present invention is TGF-β. Among the physiological actions of -β, it is highly likely that only the portion related to qualitative change and quantitative increase of extracellular matrix components is suppressed or inhibited, and is useful as a therapeutic agent for chronic renal failure which is expected to be administered for a long time. That is, according to the polypeptide of the present invention, a simple screening system for a therapeutic agent for chronic renal failure can be provided. In addition, the polynucleotide, expression vector, cell, and antibody of the present invention are useful for producing the polypeptide of the present invention.
Sequence listing free text
The description of “Artificial @ Sequence” is described in the numerical heading <223> in the following sequence listing. Specifically, each base sequence represented by the sequences of SEQ ID NOs: 3 and 4 in the sequence listing is an artificially synthesized linker sequence. Each base sequence represented by the sequences of SEQ ID NOS: 5 to 9 and 12 to 14 in the sequence listing is a primer sequence artificially synthesized. Furthermore, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 21 in the sequence listing is an amino acid sequence obtained by expression of DNA containing a nucleotide sequence encoding a restriction enzyme NotI recognition nucleotide sequence and a FLAG tag amino acid sequence.
As described above, the present invention has been described in connection with the specific embodiments. However, modifications and improvements obvious to those skilled in the art are included in the scope of the present invention.
[Sequence list]
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Claims (15)

(1)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列、(2)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列において、1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は挿入されたアミノ酸配列、あるいは、(3)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなる配列において、1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は挿入されたアミノ酸配列を含み、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチド。(1) a sequence consisting of the first to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, and (2) a sequence consisting of the first to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. In the sequence, the amino acid sequence has 1 to 10 amino acids deleted, substituted and / or inserted, or (3) consists of the 1st to 1224th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. A polypeptide comprising an amino acid sequence in which 1 to 10 amino acids have been deleted, substituted, and / or inserted in the sequence, and which exhibits protease activity. 配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列を含み、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチド。A polypeptide comprising a sequence consisting of the 1st to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and further exhibiting protease activity. (1)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列において、1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は挿入されたアミノ酸配列、あるいは、(2)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなる配列において、1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は挿入されたアミノ酸配列からなり、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチド。(1) an amino acid sequence in which 1 to 10 amino acids are deleted, substituted, and / or inserted in the sequence consisting of amino acids 1 to 750 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, or (2) in the sequence consisting of amino acids 1 to 1224 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, consisting of an amino acid sequence in which 1 to 10 amino acids have been deleted, substituted, and / or inserted; Moreover, a polypeptide exhibiting protease activity. (1)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列との相同性、あるいは、(2)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなる配列との相同性が、90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチド。(1) homology with the sequence consisting of the 1st to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, or (2) the 1st to 1st amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 A polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more homology with the sequence consisting of the amino acid No. 1224, and showing protease activity. (1)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる配列との相同性、あるいは、(2)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなる配列との相同性が、90%以上であるアミノ酸配列からなり、しかも、プロテアーゼ活性を示すポリペプチド。(1) homology with the sequence consisting of the 1st to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, or (2) the 1st to 1st amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 A polypeptide consisting of an amino acid sequence having 90% or more homology with the sequence consisting of the amino acid No. 1224, and showing protease activity. (1)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第750番のアミノ酸からなる、あるいは、(3)配列番号2で表されるアミノ酸配列における第1番〜第1224番のアミノ酸からなるポリペプチド。(1) consisting of the 1st to 750th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, or (3) starting from the 1st to 1224th amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 Polypeptide. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。A polynucleotide encoding the polypeptide according to any one of claims 1 to 6. 請求項7に記載のポリヌクレオチドを含む発現ベクター。An expression vector comprising the polynucleotide according to claim 7. 請求項8に記載の発現ベクターでトランスフェクションされた細胞。A cell transfected with the expression vector according to claim 8. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のポリペプチドに結合する抗体又はその断片。An antibody or a fragment thereof that binds to the polypeptide according to any one of claims 1 to 6. 請求項9に記載の細胞を培養し、請求項1〜6のいずれか一項に記載のポリペプチドを回収することを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載のポリペプチドの製造方法。The method for producing a polypeptide according to any one of claims 1 to 6, comprising culturing the cell according to claim 9 and recovering the polypeptide according to any one of claims 1 to 6. Method. (1)請求項1〜6のいずれか一項に記載のポリペプチドと、(2)α−マクログロブリンと、(3)試験化合物とを接触させる工程、及び
前記ポリペプチドとα−マクログロブリンとが、SDS及び/又は還元剤では解離しない複合体を形成するか否かを分析する工程
を含む、試験化合物が前記ポリペプチドのプロテアーゼ活性を阻害するか否かを検出する方法。
(1) a polypeptide according to any one of claims 1 to 6, (2) alpha 2 - and macroglobulin, (3) contacting a test compound, and the polypeptide and alpha 2 - Macro A method for detecting whether or not a test compound inhibits the protease activity of the polypeptide, comprising a step of analyzing whether or not globulin forms a complex that does not dissociate with SDS and / or a reducing agent.
請求項12に記載の方法による検出工程、及び
プロテアーゼ活性を阻害する物質を選択する工程
を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載のポリペプチドのプロテアーゼ活性を阻害する物質をスクリーニングする方法。
A screening method for a substance that inhibits the protease activity of the polypeptide according to any one of claims 1 to 6, comprising a detection step by the method according to claim 12, and a step of selecting a substance that inhibits protease activity. Method.
請求項13に記載の方法により、慢性腎不全治療用物質をスクリーニングする方法。A method for screening a substance for treating chronic renal failure by the method according to claim 13. 請求項12に記載の方法による検出工程、及び
製剤化工程
を含む、慢性腎不全治療用医薬組成物の製造方法。
A method for producing a pharmaceutical composition for treating chronic renal failure, comprising a detection step by the method according to claim 12 and a formulation step.
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